Kategorie: Abfülltechnik

Beim Formen und Füllen von Folienverpackungen treten vielfältige Probleme in der Praxis auf. Hier reicht das Spektrum von Rissen, undichten Siegelnähten bis hin zu schlechter Produktionsleistung . wir helfen Fehler z vermeiden oder diese aufzuspüren.

  • Fettbarriere von faserbasierten Verpackungen verstehen – warum Prüfungen entscheidend sind 

    Fettbarriere von faserbasierten Verpackungen verstehen – warum Prüfungen entscheidend sind 

    Fetthaltige Lebensmittel stellen Verpackungen vor besondere Herausforderungen. Fette können Materialien durchdringen, optisch beeinträchtigen oder bereits beim ersten Kontakt problematisch sein. Genau deshalb spielen Prüfungen wie Fettdichte, Fettdurchlässigkeit und Fettabweisung eine zentrale Rolle – sowohl in der Entwicklung als auch in der Qualitätssicherung. 

    Dabei lassen sich zwei grundlegende Perspektiven unterscheiden: 

    • Barrierewirkung (Fettdichte & Fettdurchlässigkeit) → Verhalten im Material  
    • Fettabweisung (Lipophobie) → Verhalten auf der Oberfläche  

    Erst das Zusammenspiel dieser beiden Ansätze ermöglicht eine realistische Bewertung. 

    Fettdichte & Fettdurchlässigkeit – die Barriere entscheidet langfristig 

    Fettdichte und Fettdurchlässigkeit beschreiben gemeinsam die Fähigkeit eines Materials, Fett zurückzuhalten und dessen Durchtritt zu begrenzen. 

    • Fettdurchlässigkeit zeigt, wie stark und wie schnell Fett durch ein Material migriert  
    • Fettdichte beantwortet die Frage, ob diese Barriere für die Anwendung ausreichend ist  

    Warum ist das relevant? 

    Im praktischen Einsatz geht es vor allem um die Langzeitwirkung: 

    • Schutz des Produkts über die gesamte Lagerdauer  
    • Vermeidung von Durchfettung und strukturellem Materialversagen  
    • Sicherstellung der funktionalen Eigenschaften der Verpackung  

    Kernfrage: 
    Hält das Material Fett zuverlässig zurück? 

    Fettabweisung (KIT-Test) – die Oberfläche ist der erste Kontakt 

    Die Fettabweisung beschreibt das Verhalten von Fett an der Materialoberfläche. 

    • Fett kann entweder abgewiesen werden oder  
    • es benetzt und dringt ein  

    Der KIT-Test liefert hierzu eine standardisierte Bewertung über einen Kennwert (KIT-Stufe) . 

    Warum ist das relevant? 

    Die Oberfläche entscheidet oft über den ersten Eindruck und die kurzfristige Performance: 

    • Vermeidung sichtbarer Fettflecken  
    • Einfluss auf den Verbrauchereindruck  
    • Schutz vor initialer Benetzung und dadurch eingeleiteter Durchdringung  

    Kernfrage: 
    Was passiert beim ersten Kontakt zwischen Fett und Verpackung? 

    Struktur vs. Oberfläche – zwei Seiten derselben Medaille 

    Eigenschaft  Fettdichte & Fettdurchlässigkeit  Fettabweisung (KIT) 
    Fokus  Materialstruktur  Oberfläche 
    Aussage  Migrationsverhalten  Benetzungsresistenz 
    Zeithorizont  Langzeitbewertung  Schnelltest 
    Bedeutung  Funktionale Barriere  Optik & Erstkontakt 

    Warum beide Prüfungen in der Praxis notwendig sind 

    Ein hoher KIT-Wert allein garantiert keine hohe Fettdichte. Das Fettverhalten ist immer das Ergebnis mehrerer Effekte – und genau das macht die kombinierte Betrachtung so wichtig: 

    • Gute Fettabweisung kann die Anhaftung vom Fett verzögern, aber keine Barriere ersetzen 
    • Gute Barriereeigenschaften verzögern Durchtritt, aber nicht zwangsläufig Fleckenbildung
    • Materialien – insbesondere papierbasierte – zeigen oft ein zeitabhängiges Verhalten  

    Typische Auswirkungen in der Praxis 

    • Reklamationen: sichtbare Fettflecken trotz ausreichender Barriere
    • Qualitätsprobleme: Durchfettung bei längerer Lagerung, Sensorische Beeinträchtigung
    • Prozessstörungen: Fett beeinflusst Siegeln, Kleben, mechanische Stabilität oder Handling  

    Gerade im Zuge nachhaltiger Verpackungslösungen (z. B. papierbasierte Systeme) gewinnt dieses Zusammenspiel zusätzlich an Bedeutung. 

    Einordnung entlang der Anwendung 

    • Produktentwicklung: 
      Kombination aus Barrierebewertung und Oberflächenanalyse  
    • Qualitätssicherung: 
      Klare Anforderungen an Fettdichte, ergänzt durch KIT-Werte  
    • Materialoptimierung: 
      Gezielte Anpassung von Beschichtungen und Strukturen  

    Fazit 

    Die Bewertung von Fettverhalten lässt sich auf zwei zentrale Fragen reduzieren: 

    • Was passiert im Material? → Fettdichte & Fettdurchlässigkeit  
    • Was passiert auf der Oberfläche? → Fettabweisung  

    Beide Aspekte sind untrennbar miteinander verbunden. Nur wer sie gemeinsam betrachtet, kann Verpackungen entwickeln, die sowohl funktional als auch optisch überzeugen – vom ersten Kontakt bis zur langfristigen Anwendung. 

    Zu den Prüfungen

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  • Partikel- und Fremdkörperanalysen

    Partikel- und Fremdkörperanalysen

    Präzise Charakterisierung für Qualität, Sicherheit und Ursachenklärung 

    Partikel und unerwünschte Fremdkörper stellen in der Herstellung und Verarbeitung flexibler Verpackungen ein erhebliches Qualitäts- und Risikopotenzial dar. Insbesondere bei polymerbasierten Materialien, Mehrschichtsystemen oder funktionellen Beschichtungen führen selbst kleinste Verunreinigungen zu Funktionsstörungen, optischen Beeinträchtigungen oder regulatorischen Beanstandungen. Die systematische Analyse solcher Auffälligkeiten ist daher ein zentraler Bestandteil moderner Qualitätssicherung und Schadensaufklärung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

    Definition: Partikel- vs. Fremdkörperanalyse

    Partikelanalysen untersuchen Größe, Form, Anzahl und Materialeigenschaften kleinster Teilchen auf oder innerhalb eines Produkts. Die Fremdkörperanalyse geht darüber hinaus: Sie identifiziert Stoffe, die nicht zur vorgesehenen Materialzusammensetzung gehören. Ziel ist es, die Beschaffenheit der Partikel eindeutig zu charakterisieren und ihre Herkunft präzise zu bestimmen. Auf dieser Basis lassen sich Ursachen eingrenzen, Prozessschritte optimieren und zukünftige Abweichungen vermeiden.

    Systematische Mikroskopie bei Innoform

    Bei Innoform erfolgen Partikel- und Fremdkörperanalysen mit hochwertigen lichtmikroskopischen Systemen, die eine differenzierte Beurteilung ermöglichen. Jede Untersuchung beginnt mit einer systematischen Bilddokumentation. Zunächst werden Übersichtsaufnahmen erstellt, um die Lage, Verteilung und Einbettungssituation der Auffälligkeit im Gesamtkontext zu erfassen. Anschließend folgt die detaillierte mikroskopische Untersuchung mit höherer Vergrößerung. Diese zweistufige Herangehensweise gewährleistet sowohl die Einordnung in die Probenmatrix als auch die präzise Analyse morphologischer Details.

    Präparation von Verbundmaterialien und Querschnitten

    Ein besonderer Stellenwert kommt der Probenpräparation zu. Befinden sich Partikel eingeschlossen in der Matrix – beispielsweise in einer Kunststofffolie, einer Beschichtung oder einem komplexen Verbundmaterial – ist oft die Herstellung eines Querschnitts erforderlich. Durch gezielte Schnitttechnik oder mikromechanische Präparation wird die Einbettungssituation freigelegt. Grenzflächen, Haftungszustände und mögliche Wechselwirkungen zwischen Matrix und Fremdkörper werden so beurteilbar. Gerade bei Mehrschichtsystemen liefert der Querschnitt wertvolle Hinweise darauf, in welcher Prozessstufe (z. B. Extrusion oder Kaschierung) eine Kontamination eingebracht wurde.

    Fremdkörper in flexiblen Verpackungen und Beschichtungen
    Mikroskopaufnahme eines Fremdkörpers

    Materialidentifikation mittels IR-Spektroskopie

    Die morphologische Betrachtung ist häufig nur der erste Schritt. Für die Identifikation der Materialzusammensetzung nutzen wir unter anderem die Infrarotspektroskopie (IR). Sie erlaubt die Bestimmung molekularer Strukturen anhand charakteristischer Schwingungsbanden. Innoform setzt die IR-Analytik sowohl im Auflicht- als auch im Durchlichtmodus ein. Die Wahl der Technik hängt von der Beschaffenheit und Transparenz des Partikels ab. Durch den Abgleich mit Referenzdatenbanken lassen sich organische Materialien – wie Polymere, Klebstoffe, Beschichtungsbestandteile oder externe Verunreinigungen – eindeutig identifizieren.

    Komplementäre Verfahren: Raman und Thermik

    Ergänzend kann die Raman-Spektroskopie eingesetzt werden. Sie bietet eine hohe laterale Auflösung für kleinste Partikel und erlaubt oft die Analyse direkt im eingebetteten Zustand. Die Kombination aus IR- und Raman-Spektroskopie erhöht die Identifikationssicherheit erheblich. In speziellen Fragestellungen liefern zudem thermische Verfahren wie die Differenzkalorimetrie (DSC) zusätzliche Erkenntnisse zum Schmelzverhalten oder zur thermischen Stabilität. Dies hilft besonders bei polymeren Fremdkörpern, Werkstoffe voneinander abzugrenzen oder Hinweise auf Additive zu erhalten.

    Fazit: Prozesssicherheit für Verarbeiter und Abfüller

    Die Stärke einer fundierten Analyse liegt in der systematischen Verknüpfung aller Informationen. Morphologie, Chemie und thermisches Verhalten ergeben ein schlüssiges Gesamtbild. Dies ermöglicht Rückschlüsse auf potenzielle Eintragsquellen – etwa Abrieb von Maschinenkomponenten, Verunreinigungen aus Rohstoffen oder Rückstände aus Reinigungsprozessen. Für Unternehmen bietet dies entscheidende Vorteile: Reklamationen lassen sich sachlich bewerten und regulatorische Anforderungen, etwa für Lebensmittelkontaktmaterialien, sicher dokumentieren. Die professionelle Analytik ist somit ein unverzichtbares Instrument zur Sicherung der Produktintegrität.

    Partikelanalyse

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  • Die wichtigsten Prüfmethoden für flexible Verpackungen – praxisnah erklärt

    Die wichtigsten Prüfmethoden für flexible Verpackungen – praxisnah erklärt

    Flexible Verpackungen gelten vielen als einfache Kunststoffprodukte – tatsächlich gehören Folien zu den herausforderndsten Werkstoffen überhaupt. Ihr Verhalten wird nicht nur vom Material, sondern mindestens ebenso stark vom Herstellprozess geprägt. Im Innoform Testservice erleben wir täglich, wie wichtig die richtige Auswahl und Interpretation von Prüfmethoden ist.

    Das Webseminar „Grundlagen Prüfmethoden Teil C“ zeigte eindrucksvoll, dass Folienprüfung keine akademische Übung, sondern Grundlage für funktionierende, sichere und recyclinggerechte Verpackungen ist. Dieser Artikel fasst die wichtigsten Erkenntnisse zusammen – kompakt, praxistauglich und mit persönlichem Kommentar.

    1. Basisprüfungen: Was jede Folie verrät

    Dichte – Schlüsselparameter für Recycling, Festigkeit & Barriere

    Die Dichte beeinflusst nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern auch das Verhalten im Recyclingprozess.

    • Polyolefine (PE, PP) schwimmen – daher sichtbar in Ozeanen
    • PET, PA, PVC sinken – daher „unsichtbarer“ Anteil auf dem Meeresgrund
    • Höhere PE‑Dichte = höhere Festigkeit, bessere Barriere
    • Niedrige Dichte = bessere Siegelfähigkeit uvm.

    Praxis:

    „Wenn ein Extrudeur von 45er Dichte spricht, meint er 0,945 – und weiß sofort, wie sich der Rohstoff verhalten wird.“

    Flächengewicht – schnell, robust, praxistauglich

    Eine der simpelsten Methoden, besonders bei:

    • Eingangsprüfung
    • Klebstoffauftragsmengen
    • Klebstoffauftragsprüfung bei Verbundfolien

    Mit Kreisschneider + Analysenwaage lassen sich Unterschiede exzellent nachverfolgen.

    Foliendicke – oft überschätzt

    Die Dicke wird überall spezifiziert, ist aber selten entscheidend für die Funktion.
    Problem: Messfehler durch unterschiedliche Tastköpfe und Methoden sind enorm.
    Wichtiger sind:

    • mechanische Werte
    • Schrumpf
    • Planlage
    • Barrieren

    Praxiszitat:

    „Für die meisten Eigenschaften brauchen wir die Dicke eigentlich nicht.“ Man sollte nur spezifizieren, was man auch wirklich braucht und haben will – nämlich Performance-Eigenschaften.

    2. Planlage & Rollneigung – unterschätzte Praxisgrößen

    Planlage entscheidet, ob eine Folie auf der Maschine funktioniert.
    Typische Ursachen für schlechte Planlage:

    • falsche Bahnspannung in der Kaschierung
    • Feuchteaufnahme bei PA‑haltigen Verbunden
    • Bimetalleffekte bei Multimaterial-Verbunden
    • Wickelfehler (zu stramm auf Kern, zu locker außen)

    Einfach messbar:

    • Runde ausstanzen
    • klimatisieren
    • auf Tisch legen
    • Aufstellhöhe messen

    Praxisnutzen:

    • Schnell erkennbar, ob eine Charge sauber produziert wurde
    • Ideal für Wareneingang zur Bewertung der Maschinengängigkeit

    3. Schrumpfprüfung – wichtig für Sleeves, Hauben & Tiefziehanwendungen

    Folie „merkt“ sich die Streckung aus dem Produktionsprozess.
    Gemessen werden:

    • Schrumpfweg
    • Schrumpfkraft

    Relevante Anwendungen:

    • Palettenhauben
    • Full‑Body‑Sleeves
    • Tiefziehverpackungen

    Praxis-Tipp:

    „Schrumpfweg und Schrumpfkraft sind zwei unterschiedliche Prüfungen – und beides kann entscheidend sein.“

    4. Zugversuch – die technisch häufigste, aber fehleranfällige Prüfung

    Der Zugversuch ist die zentrale mechanische Prüfung – gleichzeitig aber extrem sensibel.
    Er liefert u. a.:

    • Reißfestigkeit
    • Bruchdehnung
    • Weiterreißwiderstand
    • Sekantenmodul

    Worauf es in der Praxis wirklich ankommt:

    1. Probenvorbereitung

    Kerben und ungenaue Breiten ruinieren jeden Wert.
    → Immer mit Probenmessern oder Probenschneidern arbeiten.

    2. Die richtigen Backen

    Plan‑konvexe Backen verhindern Herausziehen des Materials.
    → Besonders wichtig bei weichen PE-Folien.

    3. Einspannlänge & Geschwindigkeit

    Normabweichungen erklären oft abweichende Lieferantenwerte.
    → Immer vergleichen: Längen, Geschwindigkeiten, Backen.

    Sekantenmodul – Der Praxiswert schlechthin

    Er misst die Steifigkeit bei kleiner Dehnung (<1 %) – und entscheidet damit über die Maschinengängigkeit. Man nennt die Eigenschaft auch Zugsteifigkeit

    Beispiel:

    • Zu steif → Multivac schafft Nachspannen nicht
    • Zu weich (z. B. Monomaterial‑Folien) → Maschine muss Bahnspannung anpassen

    Praxiszitat:

    „Der Sekantenmodul ist die wichtigste Größe für Drucker, Kaschierer und Abpacker, hinsichtlich Zugbeanspruchung“

    5. Siegelnahtprüfung & Hot‑Tack – Sicherheit der Packung

    Siegelnahtfestigkeit

    Zeigt, wie stabil der Beutel bleibt.
    Wichtig: Bruchbilder dokumentieren!
    Mögliche Fehlerursachen direkt sichtbar:

    • Abreißen einer Schicht
    • Delamination
    • schwache Innenschicht
    • falsch behandelte Oberfläche

    Karsten:

    „Nur Kraftwerte sind zu wenig – das Bruchbild erzählt die Wahrheit.“

    Hot‑Tack

    Unverzichtbar bei schnellen V-FFS Maschinen oder tiefgekühlten Produkten.
    Misst Festigkeit der heißen Naht unmittelbar nach dem Versiegeln.

    6. Verbundhaftung – Qualitätssicherung für Verbunde

    Getestet in 180°-Peel.
    Typische Werte:

    • gute Verbunde > 5 N (Anwendungsabhängig)
    • Metallisierung häufig 1–3 N

    Interpretation des Kurvenverlaufs liefert Hinweise auf Kleberhärtung und Schichtversagen.

    7. Gleitreibung (COF) – entscheidend für Prozessstabilität

    Zwei Werte:

    • µS – statisch: wichtig für Palettenstabilität
    • µD – dynamisch: wichtig für Abpackmaschinen (niedrig = gut)

    Praxisbeobachtung:
    Oft lassen sich Maschinenstörungen auf falsche COF-Werte zurückführen. Leider korrelieren die Laborwerte aufgrund der langsamen Prüfgeschwindigkeit zu wenig mit der Praxis.

    8. Optische Prüfungen & Oberflächenspannung

    Haze, Glanz, Transparenz

    Entscheidend für Produktsichtbarkeit und Marketing.

    Oberflächenspannung (Dyn-Wert)

    Relevante Schwellen:

    • < 34 Dyn → schlechte Benetzung
    •  38 Dyn → gut bedruckbar / kaschierbar

    Praxisanekdote:

    „Mit dem Bunsenbrenner haben wir früher PE-Surfboards schneller gemacht – einfach durch Erhöhen der Oberflächenspannung.“

    9. Permeation – Barriere richtig verstehen

    OTR (Sauerstoffdurchlässigkeit) und WVTR (Wasserdampf) sind Standard.
    Beachte:

    • EVOH verliert Barriere bei Feuchte
    • Packungstests sind realitätsnäher als reine Folientests
    • Klimaparameter immer exakt angeben

    Praxisempfehlung:

    „Erst rechnen, dann prüfen – Geräte sind teuer, aber die Vorauswahl spart Zeit und Geld.“

    Fazit

    Flexible Verpackungen sind komplexer, als sie aussehen. Die richtige Prüfmethodik – sauber angewendet, sinnvoll spezifiziert und richtig interpretiert – ist die Grundlage für funktionierende, sichere und nachhaltige Verpackungen.

    Viele der beschriebenen Methoden lassen sich einfach in den betrieblichen Alltag integrieren. Wichtig ist nur, die Ergebnisse richtig zu lesen. Genau diese praxisnahe Einordnung ist das Ziel unserer Seminare und des Innoform Testservice.

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    Kennzeichnungspflichten 

    EU-Verpackungsverordnung (PPWR): Kennzeichnungspflicht 

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    Physische Kennzeichnungspflichten 

    Mit der EU-Verpackungsverordnung 2025/40 (PPWR) treten ab August 2028 einheitliche Kennzeichnungsvorgaben in Kraft. Verpackungen müssen dann klar erkennbar Informationen zur Materialart, besorgniserregenden Stoffen, Wiederverwendbarkeit sowie – falls zutreffend – zum Rezyklatanteil tragen. Diese Angaben sollen über standardisierte Piktogramme erfolgen und europaweit verständlich sein. Ziel ist es, Verbraucher:innen eine einfache Orientierung zur richtigen Entsorgung zu geben und gleichzeitig Rückverfolgbarkeit und Transparenz entlang der Lieferkette sicherzustellen. 

    Digitale Informationspflichten 

    Ergänzend zur sichtbaren Kennzeichnung verlangt die PPWR einen digitalen Zugang zu weiterführenden Verpackungsdaten – z.B. über einen QR-Code auf der Verpackung. Dieser sogenannte digitale Produktpass soll Informationen zu Materialzusammensetzung, Wiederverwendbarkeit, Recyclinghinweisen und gegebenenfalls Rückgabemöglichkeiten bereitstellen. Auch Angaben, die auf dem Packmittel aus Platzgründen nicht vollständig dargestellt werden können, lassen sich digital hinterlegen. Unternehmen müssen die entsprechenden Daten systematisch erfassen, pflegen und abrufbar machen – eine wichtige Voraussetzung für Konformität, Transparenz und effiziente Produktkommunikation. 

    Zeitplan und Handlungsempfehlung 

    Die Verordnung gilt ab August 2026, die verbindlichen Kennzeichnungspflichten ab August 2028. Ab 2030 sind zusätzliche Kennzeichnungen von Verpackungen mit besorgniserregenden Stoffen notwendig. Für Verpackungshersteller und Abpacker bedeutet das:

    Prozesse und Layouts sollten jetzt überprüft und angepasst werden. Dazu gehören ausreichend Platz für Kennzeichnungselemente, die Anbindung von IT-Systemen zur Datenpflege und die Schulung relevanter Teams. Wer frühzeitig mit der Umsetzung beginnt, sichert nicht nur die Einhaltung der Vorgaben, sondern positioniert sich auch strategisch für kommende Anforderungen der Kreislaufwirtschaft. 

    Mehr Infos auch in unseren Webseminaren kompakt für Flexpacker aufbereitet.

    PPWR kompakt

    Und das Gespräch zum selben Thema haben wir im Rahmen der Fachpack25 aufgenommen: https://inno-talk.de/digitalisierung-trifft-recyclingfaehigkeit-bei-wipak/

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  • Präzise Materialanalyse von (Verbund-) Folien 

    Präzise Materialanalyse von (Verbund-) Folien 

    Dr. Daniel Wachtendorf 
     
    Die Materialcharakterisierung von Folien spielt eine entscheidende Rolle in der Forschung und Industrie, insbesondere bei der Entwicklung und Qualitätssicherung von Verpackungsmaterialien, technischen Folien und Verbundwerkstoffen. Um die Struktur, Zusammensetzung und thermischen Eigenschaften dieser Materialien genau zu analysieren, kommen verschiedene bewährte Verfahren zum Einsatz. 

    Die genaue Analyse von Verbundfolien ist essenziell, um deren Struktur und Eigenschaften zu verstehen. Man nutzt sie häufig, um folgende Fragestellungen zu klären:

    1. Materialinformation: Wie ist die Folie aufgebaut? Diese Frage ist besonders relevant, wenn das Material unbekannt ist – beispielsweise zur Beurteilung der Recyclingfähigkeit. 
    1. Verwechslung vermeiden: Entspricht die gelieferte Folie tatsächlich der bestellten Spezifikation? 
    1. Fehlersuche in der Rezeptur: Liegt eine Abweichung oder Verwechslung in der Zusammensetzung vor? 
    1. Wettbewerbsanalyse: Welche Folienvarianten existieren am Markt – auch von Mitbewerbern – für spezifische Anwendungen? 

    Der Innoform Testservice in Oldenburg bietet ein umfassendes Analysenpaket zur präzisen Bestimmung des Folienaufbaus und der Materialzusammensetzung. Dieses umfasst Mikrotomquerschnitte, DSC (Differential Scanning Calorimetry), Polarisationsthermomikroskopie und Infrarot-(IR)-Spektroskopie. Mit diesen Methoden lassen sich fundierte Erkenntnisse gewinnen, die für Qualitätssicherung, Produktentwicklung und Marktanalysen unverzichtbar sind. 

    Der erste Schritt zur Analyse 

    Wir erstellen bei Eingang der Kundenprobe zunächst einen schnellen Mikrotomquerschnitt. Dieser gibt eine erste Übersicht über die Komplexität der Probe und dient als Grundlage für die Planung weiterer Untersuchungen. Nachdem wir den erforderlichen Analyseaufwand ermittelt haben, fertigen wir einen detaillierten Mikrotomquerschnitt an und betrachten ihn meist unter hoher Vergrößerung im Durchlicht. Diese Methode erlaubt es, die Anzahl der Schichten, deren Dicken und grundlegenden Aufbau exakt zu bestimmen. 

    Der Mikrotomquerschnitt einer Folie 

    Die erstellten Bilder dienen nicht nur als Orientierung für weiterführende Analysen, sondern auch zur anschaulichen Visualisierung für den Auftraggeber. Moderne Mikroskope liefern dabei exzellente Ergebnisse und sind eine wesentliche Voraussetzung für die nachfolgende Materialcharakterisierung. Der Mikrotomquerschnitt bildet somit einen zentralen Bestandteil der Analyse und stellt zusammen mit der tabellarischen Ergebniszusammenfassung das Herzstück unserer Berichte dar. 

    Thermische Analyse 

    Der zweite Schritt ist die Differential Scanning Calorimetry (DSC), eine präzise Methode zur thermischen Analyse der Probe. Vor Beginn dieser Untersuchung müssen jedoch Halogene ausgeschlossen werden. Dies erfolgt mithilfe der Beilsteinprobe, einer einfachen chemischen Nachweismethode für Halogene wie PVC oder PVDC. Wir nutzen die Eigenschaft, dass Halogene in Gegenwart von Kupfer charakteristische grüne Flammenfärbungen erzeugen. Enthält die Folie Halogene, verzichten wir anschließend auf die DSC-Analyse, um den Sensor vor den entstehenden Gasen zu schützen.

    Fällt die Beilsteinprobe negativ aus, wird ein Thermogramm der Probe erstellt. Dieses liefert wichtige thermische Parameter wie Schmelztemperaturen, Schmelzenthalpien (Energieaufnahme oder -abgabe) sowie Kristallinitäts- und Glasübergangstemperaturen. Obwohl die DSC keine schichtspezifischen Ergebnisse liefert, bietet sie einen umfassenden Überblick über die thermischen Eigenschaften der gesamten Probe. Besonders in Kombination mit der Heiztischmikroskopie lassen sich typische Werkstoffe wie Polyethylen (PE) präzise identifizieren. 

    Analyse des Schmelzverhaltens einzelner Schichten 

    Ein weiterer wichtiger Schritt der Materialcharakterisierung ist die Heiztischmikroskopie. Diese ermöglicht die detaillierte Untersuchung des Schmelzverhaltens einzelner Schichten von Verbundfolien. Nach der Anfertigung eines Mikrotomquerschnitts wird die Probe ohne Medium auf einem Glasträger im Durchlichtmikroskop positioniert. Dort wird sie schrittweise in einer Art „Miniofen“ erhitzt und kontinuierlich beobachtet. 

    Durch spezielle Polarisationsfilter entsteht ein Dunkelfeld, in dem teilkristalline Schichten als helle Bereiche sichtbar werden. Durch eine kontrollierte Temperaturerhöhung lassen sich die Schmelzbereiche exakt bestimmen. Beim Erreichen des Schmelzpunkts verschwindet die Doppelbrechung, wodurch die zuvor hellen Schichten dunkel erscheinen. Dieses Verfahren erlaubt es, die thermischen Eigenschaften einzelner Schichten genau zu bestimmen – auch bei eingefärbten Schichten, beispielsweise mit TiO₂, die eine besondere Herausforderung darstellen. 

    Chemische Analyse der Zusammensetzung 

    Zur Ergänzung der thermischen Analysen kommt die Infrarot-(IR)-Spektroskopie zum Einsatz. Diese Methode liefert detaillierte chemische Informationen über die Zusammensetzung der einzelnen Schichten. Zunächst werden die Außenschichten der Probe mittels ATR (abgeschwächte Totalreflexion)-Spektroskopie untersucht. Anschließend fertigen wir einen Mikrotomquerschnitt an und setzen ihn in einem eigens entwickelten Edelstahlhalter für die Durchlichtmessung ein.

    Mithilfe eines Infrarot-Spektrometers können Spektren der einzelnen Schichten aufgenommen und mit Referenzspektren verglichen werden. Diese Untersuchung ergänzt die thermischen Analysen und dient als zweite Verifizierung der Ergebnisse. 

    Auch die Zwischenschichten einer Probe können mithilfe des IR-Mikroskops können analysiert werden, so dass sich ein vollständiger und detaillierter Aufbau der Verbundfolie ergibt. 

    Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse einer Folie

    Fazit: Umfassende Charakterisierung durch kombinierte Analysen 

    Durch die Kombination mechanischer, thermischer und chemischer Analysen bietet das Analysenpaket von Innoform Testservice eine Möglichkeit, Folien detailliert zu charakterisieren. Vom ersten Mikrotomquerschnitt bis hin zur abschließenden IR-Spektroskopie entsteht ein umfassendes Bild der Materialstruktur und Zusammensetzung. Diese präzise Vorgehensweise liefert nicht nur wertvolle Erkenntnisse für technische und industrielle Anwendungen, sondern setzt auch einen hohen Standard in der modernen Foliencharakterisierung. 

    34-35_E&C_Materialanalyse-FolienHerunterladen

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    Aufgrund zahlreicher Anfragen bietet Innoform ab April 2023 ausgewählte Webseminare auch in englischer Sprache an. Im ersten Halbjahr liegt der Schwerpunkt auf den Themen Grundlagen der Folienverpackung, Herstellung und Anwendung.
    Nach den Videokursen und Inno-Talks Europe ist dies das dritte Angebot von Innoform für englischsprachige Interessenten. Innoform folgt damit der Internationalisierung der gesamten Flexpack-Branche, ihrer Kunden und Lieferanten.

    Mit Dr. Heiko Schenk, einem international erfahrenen Referenten aus der Flexpackbranche, startet die Serie.

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    Mit über 2000 Zugriffen jährlich erfreut sich der Folien Permeationsrechner von Innoform wachsender Beliebtheit. Seit Jahren nutzen Abpacker und Folienhersteller gleichermaßen dieses kostenfreie Tool für Überschlagsrechnungen.

    So können mit wenigen Klicks typische Folienkombinationen hinsichtlich ihrer Sauerstoff- und Wasserdampf-Permeation überschlägig abgeschätzt werden. Gerade zur Zeit nutzen viele Entwickler den Rechner, um Alternativen zu vergleichen. Typisch ist ein Vergleich zwischen heute eingesetzter Multi-Material-Verbundfolien und recycelfähigeren Monomaterial-Konstruktionen.

    Bisher konnten nur Polymere – also organische Materialien – hinsichtlich ihrer Sperrwirkungen ausgewählt und berechnet werden. Nun liegen aber gerade bei PP und PE-Folien (den Polyolefinen) die anorganischen Barriereschichten im Trend, wie SiOx (Siliziumoxid) oder AlOx (Aluminiumoxid) bedampfte, biaxial orientierte Folien. Und hier spielt besonders BOPP (PP-BO), also das orientierte PP (Polypropylen), das sich gut mit anderen Polyolefinen wie PE (Polyethylen) kombinieren und vor allem recyceln lässt, eine dominierende Rolle.

    Hier sehen Sie solche Muster-Berechnungen für typische Verbundmaterialien mit Sauerstoffbarriere – einmal mit klassisch Multimaterial PET/PE mit EVOH (organische Barriereschicht) und rechts mit PP-BO SiOx (anorganische Barriereschicht), die oft verglichen und ausgetauscht werden.

    Aber Vorsicht beim einfachen Ersetzen von bewährten Folienkombinationen. Wie man in der oberen Überschlagsrechnung sehen kann, ergeben sich signifikante Unterschiede in OTR (Oxygen Transmission Rate) und WVTR (Water Vapour Transmission Rate), wie die Barrieren in Englisch abgekürzt werden.

    Ob nun der recyclingfähigere Verbund genauso gut das Produkt schützt, wie der mit der anorganischen EVOH-Sperrschicht, müssen Lebenmsittel-Experten in Lagerversuchen verifizieren und validieren. So schreiben es auch zahlreiche Standards wie der IFS (International Food Standard) oder BRC Global Standard vor. In vielen Fällen wird das gehen, da unsere Erfahrung zeigt, dass nach wie vor viele Folien hinsichtlich Barriere- Eigenschaften deutlich überdimensioniert sind. Insbesondere bei Sauerstoff war man bisher lieber eher auf der sicheren Seite – zu Recht.

    Doch im Zeitalter der Kreislaufwirtschaft sehen sich Flexpack-Entwickler mit neuen Anforderungen konfrontiert, die es zu berücksichtigen gilt. Eine etwas schlechtere Sauerstoff-Barriere kann oft mit einer erheblich besseren Recyclingfähigkeit belohnt werden (Beispiel BOPP SiOx/PE).

    Wenn Sie auch auf Daten vertrauen wollen, bevor Sie aufwendige Testrollen produzieren, nutzen Sie unseren kostenlosen Permeationsrechner und untermauern Sie dann Ihre Werte mit Messungen an den realen Folgen – denn der Teufel liegt im Detail. Experten warnen davor, nur auf Materialien zu schauen. Ein wesentlicher Teil der Folieneigenschaften wird auch durch Verarbeitung und Produktionsparameter beeinflusst. Dieser Rechner dient dazu, eine Vorauswahl zu treffen, um unnötige Schüsse ins Blaue zu vermeiden und Ideen mit Werten zu untermauern. Und so geht es:

    Permeationsrechner (innoform-testservice.de)

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    Leitlinien zum Rezyklateinsatz bei Lebensmittelverpackungen

    Verbände drängen auf Freigabe von Rezyklaten im direkten Kontakt mit Lebensmitteln. Angeblich seien rund 42 % aller Kunststoffverpackungen für die Verpackung von Lebensmitteln bestimmt. Und somit sei der Effekt für eine CO2-Reduktion durch den Einsatz von Rezyklaten für Lebensmittelverpackungen notwendig.

    EU-weit gelten seit dem 10. Oktober 2022 neue Regeln für den Einsatz von recycelten Kunststoffen im Kontakt mit Lebensmitteln, z. B. Lebensmittelverpackungen. Zwar gelten bis Mitte 2023 noch gewisse Übergangsfristen, dennoch müssen sich viele Kunststoff-Recycler und -Verarbeiter schon jetzt auf die neuen Vorgaben einstellen. Dabei helfen ihnen gemeinsame Leitlinien der Verbände der kunststoffverarbeitenden Industrie (GKV und seine Trägerverbände) und der Kunststoff-Recycler (BDE, bvse), die heute veröffentlicht wurden.

    Der Einsatz von recycelten Kunststoffen stellt einen wichtigen Beitrag auf dem Weg zu einer klimaneutralen Kreislaufwirtschaft dar, denn er verringert CO2-Emissionen bei der Produktherstellung und die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen. Rezyklate sind auch für Produkte im Kontakt mit Lebensmitteln, z. B. PET-Getränkeflaschen, heute schon unersetzlich und werden immer wichtiger, erläutert Dr. Andreas Bruckschen, stellvertretender Hauptgeschäftsführer des BDE e.V.

    Mit den Leitlinien wollen Kunststoff-Verbände die Anwendung der neuen Regelungen für Kunststoff- Recycler und -Verarbeiter erleichtern und Mittel und Wege aufzeigen, die teilweise sehr komplizierten Regelungen umzusetzen, erklärt Herbert Snell, Vizepräsident des Fachverbands Kunststoffrecycling im bvse. Gemeinsam appellieren die drei Verbände an die EU-Kommission, ihre Ankündigung umzusetzen und die mittlerweile über 230 als sicher bewerteten PET-Recycling-Verfahren endlich zuzulassen und damit Rechtssicherheit für die Industrie zu schaffen.

    Die Broschüre ist kostenfrei abrufbar auf den Seiten der Verbände.

    Kontakte für Rückfragen:
    Dr. Martin Engelmann, m.engelmann@kunststoffverpackungen.de, Tel.: 06172-9266 76,
    Kaiser-Friedrich-Promenade 43, 61348 Bad Homburg

    Download Pressemitteilung

    Download Broschüre

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    Organische und anorganische Barriere

    Diese beiden ähnlich klingenden Bezeichnungen für Barrieren, die wir in Folienverpackungen einsetzen, stiften gelegentlich Verwirrung und sorgen für Missverständnisse. So sind die organischen Barrieren gleichbedeutend mit Kunststoffbarrieren. Die anorganischen dagegen bestehen demnach aus Stoffen, die wir nicht als Kunststoffe bezeichnen. Im Fachgebiet der Folientechnologie sind das:


    • Aluminiumfolien
    • Aluminium-Bedampfungen
    • Aluminium-Oxid-Bedampfungen
    • Siliziumoxid-Bedampfungen

    Wie diese sich grundlegend unterscheiden und welche Eigenschaften damit einhergehen, haben wir in einem kurzen “Did you know Video” erläutert und in diesem Blogartikel schon einmal angerissen. Nun also noch ein ergänzendes Video für mehr #folienwissen.

    Wenn Sie mehr über Barrierefolien und Folienverpackungsmaterialien wissen wollen oder müssen, stöbern Sie gerne einmal in unserem Themenbereich Grundlagen Verpackungsfolien. Dort finden Sie auch eine Reihe von sofort abrufbaren “Instant Webseminaren”, die auch immer mal wieder als Live-Event online angeboten werden. Aber auch Vor-Ort-Seminare mit Prof. Markus Schmid oder René Arm und Henrik Annighöfer sind aktuell wieder eingeplant.

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  • Einstieg in die Barrierefolien Teil 2: Material

    Einstieg in die Barrierefolien Teil 2: Material

    Im zweiten Teil unserer Reihe #Folienwissen geht es dieses Mal um den Einfluss der Materialien auf Barrierewirkungen von Folien, insbesondere für Lebensmittelverpackungen. Der Laie denkt natürlich, dass nur das Material die Barriereeigenschaften bestimmt. Das ist aber nicht der Fall. Auch Verarbeitung und Kombination mit anderen Schichten bewirken Barriereveränderungen an Folienverpackungen. Das soll hier aber heute kein Thema sein.

    Dennoch kommt dem Material eine grundlegende Bedeutung zu, denn die chemische Struktur der Rohstoffe und die Anordnung der Moleküle – die Kunststoff-Gefüge – spielen eine dominierende Rolle bei fast allen Eigenschaften der Folienverpackungen.

    In dieser Grafik wird die allgemeine Bedeutung von unterschiedlichen Materialien beschrieben. Diese sehr grobe Einteilung nach Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR = Oxygen Transmission Rate) und Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR = Water Vapour Transmission Rate) zeigt die grundlegenden Barrierewirkungen der Kunststoffe (organische Barrieren) und der Bedampfungen und Aluminium (anorganische Barriere). Diese sind hier unabhängig von Verarbeitung und Dicke sehr grob eingeteilt.

    Quelle: Fraunhofer Institut, Prof. Dr. Langowski

    Man kann erkennen, dass z. B. das PE kaum eine Barriere gegen Sauerstoff, aber durchaus eine nennenswerte gegen Wasserdampf aufweist. Daher wird es auch als Wasserdampfbarriere, z. B. in Papierverpackungen wie Zementsäcken, verwendet. Aluminiumfolie ist unangefochtener Spitzenreiter bei beiden Eigenschaften (OTR und WVTR). Dazwischen liegen die anorganischen Beschichtungen, auch Bedampfungen genannt – die Metallisierung (Met.), Aluminiumoxid (AlOx) und das Siliziumoxid (SiOx). Diese anorganischen Barrieren zeigen eine gute Sperrwirkung gegen beide Gase im Gegensatz zu den meisten Kunststoffen, den organischen Barrieren, die eher immer nur gegen eines der beiden Parameter – Sauerstoff oder Wasserdampf – gute Barrieren liefern.

    In dem kurzen Video erhalten Interessierte weitere Informationen zwischen den Zeilen und einen Einblick in unsere beliebten Webseminare.

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