Kategorie: Folienprüfung & Analytik

Wir prüfen nicht nur Folien, wir beraten auch bei der Wahl der richtigen Methode und der gesamten Spezifikationserstellung.

Welchen Einfluss hat Feuchtigkeit auf die Sauerstoffbarriere?

“Prüfen und Bewerten von Folienverpackungen”

Permeation (Teil 6)
von Karsten Schröder (Innoform)

Der Einfluss von Feuchtigkeit, die in der Regel entweder aus dem verpackten Gut oder aus der Umgebungsluft stammt, kann erheblichen Einfluss auf die Sauerstoffbarriere (Sperrwirkung) einer Folie haben. Wann das ein Problem werden kann und welche Alternativen zur Verfügung stehen, wird hier erläutert. Zudem werden die beiden Begriffe „organische Barriere“ und „anorganische Barriere“ beschrieben.

1. Wann ist Feuchtigkeit für die Sauerstoffbarriere ein Problem?

Um zu wissen, ob Feuchtigkeit zum einen die Barriere verschlechtert und zum anderen überhaupt anwesend ist, muss man sich die Packungen selbst ansehen. Ist das Material denn überhaupt anfällig für einen Barriereverlus? – Denn darum geht es ja. Oder handelt es sich um ein Material, das gar nicht seine Barriere gegen Sauerstoff verändert, wenn die Feuchtigkeit im und um die Folie schwanken? Handelt es sich um eine organische oder anorganische Barriere? Mit anderen Worten ist sie feuchtigkeitsempfindlich oder nicht?
Und dann ist noch zu berücksichtigen, wie feucht denn nun die Barriereschicht wirklich wird und im schlechtesten Fall (worst case) werden kann.

1.1 Organische Barrieren

Kennen sie eigentlich den Begriff der organischen Barriere, der mehr und mehr Einzug in der „Barrierewelt“ und Folienindustrie findet? Gemeint ist in diesem Zusammenhang, dass die Barriere- oder Sperrschicht in der Folie aus Kunststoff (organischem Material) erzeugt wird. Beispiele hierfür sind Polyamid und vor allem Ethylen-Vinyl-Alkohol (EVOH). Die meisten – ja man kann sogar sagen bis auf PVDC alle üblichen Materialien – zeigen dabei ein Verhalten, das in der Praxis nachteilig sein kann. Und zwar immer dann, wenn Feuchtigkeit im Spiel ist.
Die Sauerstoffbarriere nimmt mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt im Polymer (organischem Material) ab. Ich will hier nicht zu tief ins Detail gehen, aber doch erwähnen, dass man sich das Wasser als eine Art Quellmittel vorstellen kann, das den Abstand zwischen den Makromolekülen des Folienmaterials vergrößert und somit Platz für Permeation – also Durchdringen von Sauerstoff macht.

Die Abbildung zeigt, wie sich durch das „Einlagern“ von Wasser mehr Raum für die Permeation von Gasen – hier Sauerstoff, bietet.

Welche Polymere / Kunststoffe nun wie stark in der Barriere beeinflusst werden, hängt nicht nur vom Polymer selber ab, sondern auch von den Schichten, die es umgibt. Zur Vereinfachung und grundlegendem Verständnis, möchte ich hier aber nur prinzipielle Trends darstellen, die einfach in praktischen Versuchen dann quantifizierbar sind.

Abbildung 2: Prinzipskizze aus Innoform Seminaren: Einfluss von Feuchte auf die Sauerstoffpermeation üblicher „Folienpolymere“

Das PVDC tanzt hier aus der Reihe, weshalb es auch so gerne für tiefgezogene also verformte Barriereschichten für feuchte Umgebungen oder feuchte Füllgüter eingesetzt wird.
Auch das PET verliert nicht die Barriere, wird aber aufgrund seiner eher weniger starken Sperrwirkung nicht wirklich als Barriere gegen Sauerstoff eingesetzt. Zum Einsatz kommt das PET z.B. als Material für thermogeformte Schalen, da die Materialdicken der Ausgangsfolien dicker sind und somit die Barriere besser.

1.2 Anorganische Barrieren

Im Gegensatz dazu spricht man von allen anderen üblichen Barriereschichten, wie z.B. die Metallisierung mit Aluminium, die Aluminiumfolie selbst oder Siliziumoxid (SiOx) bzw. Aluminium-Oxid (AlOx) bedampften Folien von anorganischen Barrieren. Diese sind nicht aus Kunststoff, sondern aus anorganischen Materialien wie Metall.
Das heißt allerdings nicht, dass es keine Folie wäre, sondern nur, dass die Sperrschicht oder Barriereschicht durch eine Nicht-Kunststoffschicht erzeugt wird.
Diese anorganischen Schichten haben nun den atemberaubenden Vorteil, dass sie bei allen Feuchtigkeiten nahezu die gleichen Sperreigenschaften behalten, die sie auch im trockenen Zustand haben.

Die folgenden Diagramme zeigen den Einfluss der Feuchtigkeit auf z.B. ein EVOH-Copolymer, wie es üblicherweise in vielen Fleisch-, Wurst- und Käseverpackungen verwendet wird:

Abbildung 3: Abhängigkeit der Sauerstoffbarriere von Temperatur und Luftfeuchtigkeit bei EVOH

Und dann haben die anorganischen Barrieren noch einen grandiosen Vorteil, der alles andere überragt, aber in der Praxis kaum beachtet wird. Sie haben eine gute Barriere gegen (fast) alles. Sie sperren gut gegen Wasserdampf, Sauerstoff, Aromen, und manche sogar gegen Licht (Aluminiumfolie oder Aluminium-Metallisierung.

Nur verformen lassen sich die spröderen, anorganischen Schichten leider nur sehr wenig und zeigen doch auch immer wieder in der Praxis Knickbrüche in Falzkanten. Hier kann oft zwar durch geschickte Verbundstrukturen entgegen gewirkt werden, aber diese Eigenschaft ist immer mit zu beachten.

2. Fazit

Egal ob eine organische oder anorganische Barriere verwendet wird – es sind immer die Rahmenbedingungen der Anwendung für die Folienverpackung zu berücksichtigen. Wird ein warmes, feuchtes Klima in der Umgebung erwartet und es ist eine ausgezeichnete Sauerstoffbarriere erforderlich, so sind anorganische Barrieren vorzuziehen oder PVDC einzusetzen. Alle anderen Konstruktionen führen unweigerlich zu Herausforderung in Design, Struktur und Verarbeitung.
Sind hingegen thermische Verformung, Flexibilität und eine effiziente Herstellung wichtig, spielen die Kunststoffbarriereschichten (organischen Barrieren) ihre Vorteile voll aus. Wie bei allen Industrieprodukten gibt es hier auch innerhalb von Materialklassen signifikante Unterschiede hinsichtlich Barriere und Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Hier gilt es also den richtigen Lieferanten mit dem richtigen Rohstoff zu wählen, um z.B. auch EVOH gefahrlos für feuchte Klimate einsetzen zu können.

Welche Schicht / welches Material welche Durchlässigkeit zeigt oder anders ausgedrückt, welche Barriere bietet, können Sie leicht online mit unserem kostenlosen Permeationsrechner ermitteln: http://www.innoform-testservice.de/tpages/tools/permeation.php Wenn Sie sich kostenlos mit Ihrer E-Mailadresse einloggen, sehen Sie sogar alle wichtigsten Barrierematerialien und können schon einmal virtuell ausrechnen lasen, wie diese sich im Verbund darstellen.

Ich freue mich wieder auf zahlreiche Kommentare und Anregungen für weitere Beiträge in unserer Innoform Expertenecke hier oder auf XING.

Freundlicher Gruß,

Karsten Schröder

P.S. Weitere Artikel zu diesem Themenbereich finden Sie nachstehend:

1. Kennen Sie eigentlich den Unterschied zwischen Dichtheitsprüfung und Permeationsmessung?

2. Was bedeutet eigentlich die Einheit cm³/m³ x d x bar bei der Permeationsmessung?

3. Was ist eigentlich die Permeationsrate?

4. Was gibt die Wasserdampfdurchlässigkeit eigentlich an?

5. Was bedeutet, die Folie hat eine gute Barriere?

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18. Juni 2012
Spezifikationen für Folienverpackungen Teil 1: “Eine nachhaltige Investition”

Mit praktikablen Spezifikationen Ressourcen und Nerven schonen
von Dipl.-Ing. Karsten Schröder

Teil 1: “Eine nachhaltige Investition“

Zusammenfassung

Spezifikationen erfreuen sich wachsender Beliebtheit – ist das wirklich so? In diesem erstenTeil einer neuen Artikelserie möchte ich gerne einige praktische Erfahrungen aus dem Gebietder Folienspezifikationen für Lebensmittel beisteuern. Hier wird es heute um das Thema„Datenblatt im Vergleich zur Spezifikation“ gehen. Durchaus provokativ stelle ich beideDokumente „etwas überzeichnet“ dar, um den Blick zu schärfen und die Motivationanzufachen, die manchmal durch drohende Bürokratie gebremst wird. Die Investition inSpezifikationen und ein Spezifikationswesen, das lebt, lohnt sich. Und zwar lohnt es sichnachhaltig, denn es ist ökonomisch sinnvoll, sozial relevant und ökologisch bedeutsam.Spec´s, wie manche Qualitäts-Experten liebevoll abkürzen, tangieren somit alle drei Säulender Nachhaltigkeit.

1 Definition Spezifikation und Datenblatt

1.1 Datenblatt

Datenblätter zeichnen sich dadurch aus, dass sie unverbindlich daherkommen. Angaben sindschwammig formuliert. Ein Bezug zu allgemein akzeptierten Normen und Prüfbedingungen,die Reproduzierbarkeit und Überprüfbarkeit erzeugen, fehlt oft gänzlich. Warum ist das so?Ein Datenblatt wurde und wird oft als Spezifikationsersatz , und wie sich zeigen wird, als faulerKompromiss herangezogen. Datenblätter sind oft vom Marketing gesteuert oder getrieben. Siedienen dazu, ein Produkt „glänzend“ aussehen zu lassen, auch wenn für den gefragtenAnwendungsfall vielleicht „matt“ gefragt wäre. Mit anderen Worten: Es werden Eigenschaftenherausgestellt und betont, die scheinbare Vorteile zeigen sollen. In der Realität ist aber oft dasGegenteil der Fall. Ist eine ehrliche, der Realität nahe kommende Darstellung eines Produktesnicht immer das bessere Erfolgs-Modell?

Datenblätter haben im Wesentlichen die Aufgaben:

· Richtwerte zum groben, aber unverbindlichen, Vergleich zu liefern

· Typische Werte darstellen – ohne Fokus auf Qualitätskonstanz oder Toleranzen

· Einen guten Eindruck beim Kunden zu erzeugen – vom Einkauf über die QS bis hinzum jungen Entwicklungs-Ingenieur, der dann den Wald vor lauter Bäumen nur schwer erkennen kann

Nun hat der Druck einiger Auditoren insbesondere aus dem Hygiene- und Lebensmittelbereichdazu geführt, dass eben diese schwammigen, hohlen und teilweise unpassenden Datenblätter2für die entsprechende Anwendung als „Spezifikation“ abgestempelt, unterschrieben undabgeheftet wurden. Dieses hatte das Ziel, aus Nichts eine Spezifikation zu machen – perberittenem Amtsschimmel sozusagen.Heute, einige Jahre weiter, lassen sich mündige, mehr und mehr aufgeklärte Auditoren damitaber nicht mehr abspeisen – sie fordern echte, blitzsaubere Spec´s.

1.2 Spezifikation – ein Dokument mit vielen Aufgaben

Die Spezifikation ist die Schnittstelle zwischen Lieferanten und Kunden – liest man da in derFachliteratur. Aber ist es nicht eher der systematische Versuch einerSchnittstellenbeschreibung?Die Spezifikation löst in ihrer Rolle gleich mehrere Aufgaben:

· Gemeinsames Kommunikations-Dokument für Lieferant(en) und Auftraggeber

· Integration von Anforderungen aus mehreren Abteilungen (Einkauf, Technik,Produktion, Vertrieb, Marketing, etc.)

· Herstellen einer Rechtsverbindlichkeit für vereinbarte ProdukteigenschaftenAbbildung

Abbildung 1: Schematische Darstellung: Aufgabe einer Spezifikation, Quelle: OFI Vortrag, Dr. JohannesBergmair, Wien 2006

Aus dieser Aufgabenstellung ergeben sich vereinfacht ausgedrückt folgendeMindestanforderungen:

· Genaue Produktbeschreibung· Nennung aller Vertragspartner

· Gültigkeit

· Messwerte mit Toleranzen

· Prüfumfang/Wichtigkeit der Prüfungen muss klar erkennbar sein (informative Wertemüssen separat gekennzeichnet werden)

· Unterschrift und Datum als Dokumentation der beidseitigen Anerkennung

Das alles macht Arbeit und fordert das Fachwissen und menschliche Kompetenzen wieVertrauen und Kommunikationsfreude heraus.

Wie so etwas realisiert werden kann, wird im weiteren Teilen dieser Veröffentlichungbeispielhaft dargelegt werden.

Warum finden Spezifikationen denn trotz der Mühen, die man reinstecken muss, immer mehrAnhänger und größere Budgets in den Unternehmen? Nun – eine Triebfeder sind die Kunden,die viele Hebel in Bewegung setzen um Standards und Gesetzen gerecht zu werden:

· Gesetzgeber – als Anwalt des Verbrauchers

· EU 1935/ 2004, 10/2011 (PIM) etc.

· Lebensmittelrechtliche Konformität/ LFGB (Lebensmittel- und Futtermittel-Gesetzbuch)

· Forderungen nach Eignungsnachweis von Versicherungen

· Erfüllung von Standards (z.B. IFS, BRC/IoP, ISO 22000, DIN EN 15593)

So heißt es beispielsweise im IFS Standard Version 5:Kapitel: 4.2.2 KO-Kriterium:

„Für alle Rohwaren (Rohwaren/Zutaten, Zusatzstoffe, Verpackungsmaterialien, Rework) liegenSpezifikationen vor und diese werden respektiert.Diese Spezifikationen sind aktuell und eindeutig formuliert und entsprechen immer dengültigen Bestimmungen.“

Ein klarer Appell also an die Qualität dieses Dokumentes – Spezifikation.

Zudem bewegt immer mehr Geschäftsführer von Lebensmittelunternehmen die Angst, dassvon Verpackungen eine erhebliche Gefahr ausgehen könnte. Diese Angst oder Sorge wirdinsbesondere durch die immer schneller aufeinander folgenden Lebensmittelskandaleangeheizt.

Es ist aber auch festzustellen, dass viele sehr vernünftige Produktions- oderProduktverantwortliche erkannt haben, dass Spezifikationen in vielerlei Hinsicht sinnvoll sind.4

Dazu hier eine Liste aus unseren Seminaren:

· Gute, lebende Spezifikationen (er)sparen:

– hohes Risiko und generieren Sicherheit

– viele Diskussionen durch frühzeitige, verbindliche Klarheit

– Millionen an Schadensersatz

– Verlust von Gesundheit

– Verlust von zufriedenen Kunden

– Wissensverlust, da Wissen dokumentiert wird – ein unterschätzter Schatz!

Also schaffen Spezifikationen das, was wir alle möchten und nach dem wir prinzipiell streben:

· Sicherheit

· Klarheit

· zufriedene Kunden

· langlebige Wissensspeicher

· Kostenersparnis

· Effiziente Kommunikation durch weniger Fehler

· Gesundheit für Verbraucher

1.3 Erste Schlussfolgerungen zum Spezifiaktionswesen

Die viele Mühe, die manche Grafiker und Marketiers in Datenblätter stecken, könnten in Spezifikations-Budgets umgeleitet werden, um dort nachhaltigen Nutzen zu stiften. Verkaufsfördernde Maßnahmen (wie Datenblätter) sollten von technischen, rechtlich relevanten Dokumenten wie Spezifikationen unterschieden werden. Im Gegenteil – es ist strikt zu vermeiden, aus einem Datenblatt eine Spezifikation durch Unterschrift und Stempel zu generieren. Dieses Dokument kann nicht gültig sein, da wesentliche Informationen fehlen werden (z.B. Toleranzen, Gegenstandsnennung des Vertrages etc.).

Positiv formuliert möchte ich festhalten, dass es ökonomisch (weniger Fehler), sozial (weniger Schäden an Menschen durch schlechte Verpackungen) und ökologisch (weniger Abfall, Schäden und Nacharbeit) sinnvoll ist, Spezifikationen zur Chef-Sache im Unternehmen zu machen

Letztlich schaffen Spezifikationen hauptsächlich eines: Vertrauen. Grundbausteine des Vertrauens sind u.a.

· Wissen

· Können

· Systematisiertes Tun

Diesen drei Punkten liegt das Wollen zugrunde. Und genau dieses Wollen, möchte ich gerne mit dieser Artikelserie unterstützen und mit Fakten untermauern.

Weitere Informationen zu den beschriebenen Prüfungen finden Sie hier.

Die nächsten Innoform Veranstaltungen.

Haben Sie Interesse an Folienspezifikationenan, dann fordern Sie unsere kostenlose Innoform Branchen-Folienspezifikationsvorlage kostenlos formlos per E-Mail unter Coaching@innoform.de an.

Freundliche Grüße
Ihr Karsten Schröder

Mitglied von InnoNET-Partners

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8. Mai 2012
Was bedeutet eigentlich: „Die Folie hat eine gute Barriere“?

“Prüfen und Bewerten von Folienverpackungen”: Permeation (Teil 5)
von Karsten Schröder (Innoform)

Im Grunde bedeutet die typische Floskel „Die Folie hat eine gute Barriere“ nicht wirklich viel. Denn Barriere wogegen und wovon und vor allem wofür und was heißt hier gut? Aber sind es nicht genau diese, implizierten Fragen, die in der Praxis oft zu großer Verwirrung führen? Ja – ich glaube sogar, dass dieser, als Aussagesatz formuliert sogar richtig viel Geld verschwendet – und das sage ich ohne irgendeinen Branchenteilnehmer „in die Pfanne hauen“ zu wollen.
Warum ich das annehme und dazu guten Grund habe, lesen Sie hier.

1   (K)ein Maß für Barriere

„Die Barriere einfach als gut oder schlecht zu bezeichnen ist ein Privileg der Unwissenden“ sagte mir einmal ein Seminarabsolvent in unserem Kurs Barrierefolien. Das ist so charmant formuliert, dass ich damit diesen Teil eröffnen möchte. Es drückt indirekt und unterbewusst aus, woran die ganze Barriere-Verkaufsstrategie einiger krankt. Mit dieser Pauschalierung löst man beim Abnehmer zunächst Verwirrung und dann Unsicherheit aus. Stellen Sie sich einmal folgende Situation vor: Ein Verkäufer besucht einen langjährigen Kunden und sagt im Wortwechsel den Standardsatz: „Ja – da haben Sie recht… Die Folie des Wettbewerbers ist 10% dünner und 7% günstiger als unsere aber: Unsere Folie zeigt eine bessere Barriere.“
In solchen Fällen, in denen man auf eine einzige Eigenschaft unbewusst fokussiert wird, erschrickt man als „Einkäufer“ und ist automatisch und völlig natürlich geneigt den weiteren Ausführungen zu folgen und vielleicht sogar aus Aspekten der suggerierten höheren Sicherheit, einen höheren Preis in Kauf zu nehmen.

Deshalb mal kurz vorweg, was dann folgen muss:

•    Welche Barriere ist gemeint? Wird ein trockenes Lebensmittel verpackt, das völlig unempfindlich gegen Sauerstoff ist, so reicht eine gute Wasserdampfbarriere völlig aus, ohne großen Widerstand des Materials gegen Sauerstoff bezahlen zu müssen.

•    Was bedeutet eigentlich bessere Barriere? Wie wird das quantifiziert? Und da wird es dann äußerst schwammig. Wir haben über lange Zeit Daten gesammelt und mit vielen Fachleuten diskutiert und publizieren seit langem gemeinsam mit einigen Hochschulen und Herstellern folgende Tabelle, die etwas Licht ins Dunkel bringen soll:

Abbildung 1: Richtwerte für Barriere Klassen

Mit dieser Tabelle wird verdeutlicht, dass man durchaus mit trivialen Ausdrücken wie hoch oder niedrig arbeiten kann, wenn alle von dem Gleichen ausgehen. Aus einem Grund setzt sich diese Einstufung in der Industrie immer mehr durch – wir wollen vereinheitlichen und dadurch Klarheit schaffen.

2    Auf den „Permeanden“ und die Folie kommt es an

Schon oben habe ich ausgeführt, dass es sehr wohl für das Füllgut / Lebensmittel darauf ankommt, welcher Stoff in die Verpackung hinein darf und welcher nicht. Wie sich das im Detail verhält, wissen oft nicht einmal die Hersteller selber – aber dazu hier nur ein Hinweis: Lagertests kann jeder machen und hierdurch erzielt man unglaubliche Sicherheit und Wissensgewinn.

Aber da ist auch noch die Folie selber. Wie schon an anderen Stellen mehrfach beschrieben, hängt die Permeationsrate vom Material ab, das durchdrungen werden soll oder eben nicht und von dem Stoff, der hindurch permeiert. Dazu kurz folgende, exemplarische Tabelle, die es einfach und doch tiefgehend beschreibt.

Abbildung 2: Grobe Einteilung von Materialien zu Wasserdampf- und Sauerstoffdurchlässigkeit Quelle: http://www.innoform-testservice.de/…

In der Praxis werden meistens nur die Permeationen von Wasserdampf und Sauerstoff angegeben, da damit viele Effekte erklärt werden können.

3    Fazit:

Ist also die Barriere einer Folie gegen Sauerstoff und Wasserdampfbarriere „gut“, kann man durchaus von einer guten Barrierefolie sprechen. Natürlich wohl wissend, dass weder Licht, Stickstoff- oder eine sonstige Barriere damit gemeint sein kann.

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Freundlicher Gruß,

Karsten Schröder
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1. Kennen Sie eigentlich den Unterschied zwischen Dichtheitsprüfung und Permeationsmessung?

2. Was bedeutet eigentlich die Einheit cm³/m³ x d x bar bei der Permeationsmessung?

3. Was ist eigentlich die Permeationsrate?

4. Was gibt die Wasserdampfdurchlässigkeit eigentlich an?

6. Welchen Einfluss hat Feuchtigkeit auf die Sauerstoffbarriere?

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26. April 2012
Was gibt die Wasserdampfdurchlässigkeit eigentlich an?

“Prüfen und Bewerten von Folienverpackungen”: Permeation (Teil 4)
von Karsten Schröder (Innoform)

Die Wasserdampfdurchlässigkeit (WDD) oder die Water Vapour Trasmission Rate (WVTR) sind nur zwei Begriffe für die gleiche Fragestellung. Wie viel Wasserdampf geht durch ein Folienmaterial oder noch besser eine Folienverpackung hindurch?

1. Die Maßeinheit
Anders als bei der Sauerstoffdurchlässigkeit (Sauerstoffpermeation), wird die durchdringende (permeierende) Menge nicht als Volumen (cm³) sondern als Masse (g) angegeben.

Die Maßeinheit lautet also für Folienmaterialien:

g/(m^2×Tag)

oder bei ganzen Verpackungen

g/(m^2 ×Tag ×Packung)

2. Messprinzip

Das Messprinzip ist ähnlich wie bei allen Permeationsmesungen. Das zu messende Medium (Wasserdampf) wird auf nur einer Seite der Probe (Folie oder Verpackung) angeboten und auf der anderen Seite wird ermittelt, wie viel durch die Probe permeiert (durchdringt). Ein mögliches verfahren dafür ist die Trägergasmethode, die hier schematisch dargestellt ist. Der blau markierte Bereich stellt das Medium zur Einstellung der richtigen Feuchtigkeit (z.B. Salzlösung) dar.

Abbildung 1: Elektrolytisches Messverfahren

Eine weitere Methode ist die gravimetrische Methode, die hier schematisch gezeigt ist.

Abbildung 2: Gravimetrisches Messverfahren

Hier wird gezeigt, wie im Trägergasverfahren auch ganze Verpackungen hinsichtlich ihrer „Dichtheit“ überprüft werden könnenm siehe Artikel: „Kennen Sie eigentlich den Unterschied zwischen Dichtheitsprüfung und Permeationsmessung?“.

Abbildung 3: Quelle: Fa. Lippke, Fertigpackungsmessung hinsichtlich Permeation

3. Wofür braucht man die Wasserdampf-Permeationsrate oder Wasserdampfdurchlässigkeitsrate?

Eine Aufgabenstellung aus der Praxis lautet häufig, das Füllgut vor dem Austrocknen zu schützen – wie z.B. bei Feuchttüchern. Andererseits kommt es bei z.B. knackigen Lebensmitteln wie Keksen oder Chips darauf an, dass nicht zu viel Luftfeuchtigkeit aus der Umgebung der Verpackung während der Lagerung in die Verpackung eindringt. Gerade bei den Kartoffelchips hat hier die zusätzliche Metallisierung der Verpackung eine Verbesserung der Wasserdampfbarriere erzielt, wodurch in den letzten Jahren die Haltbarkeit deutlich gesteigert werden konnte – und das schmeckt man auch.

4. Zusammenfassung

Die Maßeinheit für die WDD oder WVTR sprich Wasserdampfdurchlässigkeit unterscheidet sich hinsichtlich der Sauerstoffdurchlässigkeit im Wesentlichen erst einmal nur durch das g (Gramm) oberhalb des Bruchstriches anstelle des cm². Je niedriger die Rate ist, desto weniger Feuchtigkeit dringt durch das Material. Entweder schützen wir so vor dem Austrocknen des Füllgutes oder durch das Feuchtwerden des Produktes in der Folienverpackung.

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1. Kennen Sie eigentlich den Unterschied zwischen Dichtheitsprüfung und Permeationsmessung?

2. Was bedeutet eigentlich die Einheit cm³/m³ x d x bar bei der Permeationsmessung?

3. Was ist eigentlich die Permeationsrate?

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3. April 2012
Was ist eigentlich die Permeationsrate?

“Prüfen und Bewerten von Folienverpackungen”: Permeation (Teil 3)
von Karsten Schröder (Innoform)

Der Begriff der Permeationsrate oder auch oft einfach nur als Permeation bezeichnet ist aus der Welt der Folienverpackungen nicht weg zu denken.

Doch wenn man die einfache Frage beantworten soll, was das eigentlich ist, wird es für viele schwierig. In unseren Seminaren versuchen wir das immer bildhaft zu erläutern. Die Permeationsrate wird im Wesentlichen durch zwei Faktoren beeinflusst:

1. Den „Drang“ eines Gases, durch eine Folie zu permeieren
2. Die Möglichkeit des Gases durch die Folie zu gelangen

1 Der „Drang“ von Gasen in die Verpackung oder aus ihr hinaus

Der Drang eines Gases für den Durchtritt durch eine Folie wird durch den s.g. Partialdruckunterschied zwischen der Außenseite der Folienverpackung und der Innenseite bestimmt.
Sind also außen in der Umgebungsluft die üblichen 21% Sauerstoff und innen in der Verpackung 0%Sauerstoff, so ist der Partialruckunterschied für den Sauerstoff bei normalem Atmosphärendruck von 1000 mbar (= Hekto Pascal [hPa]) 210 mbar.
Trivial ausgedrückt heißt dass, das der „Drang“ des Sauerstoffs, um in die Verpackung zu gelangen, einem Druck von 210 mbar entspricht. Das ist also sozusagen der Antrieb für den Sauerstoff überhaupt in die Verpackung zu „wollen“.

Wie sich das bei anderen Drücken verhält, zeigt dieses Bild aus unseren Seminarunterlagen:

Abbildung 1: Partialdruck des Sauerstoff auf Höhe des Meeresspiegel

Abbildung 2: Partialdruck von Sauerstoff auf 2000m Höhe

Das heißt also, wenn man es ganz genau rechnen will, muss man den Atmosphärendruck und die Druckdifferenz zwischen Außen- und Innendruck der Verpackung berücksichtigen. In der Praxis werden aber immer „normierte“ Werte angegeben und nur solche – immer auf gleiche Bedingungen normierte Bedingungen sollten für Vergleiche heran gezogen werden.

2 Die Möglichkeit eines Gases durch eine Folie zu gelangen

Nun mag es auf den ersten Blick ja unmöglich erscheinen, dass durch eine „intakte Folie“ überhaupt Gase hindurch gelangen. Was ist der Grund dafür, dass insbesondere durch Kunststofffolien Gase wie Sauerstoff hindurch gelangen können?

Ganz einfach erklärt liegt es daran, dass
• Gase sich in Kunststoffen lösen können (Adsorption)
• Gase durch Kunststoffe durchwandern können (Diffusion)
• Gase aus Kunststoffen in eine Atmosphäre (z.B. auf der Innenseite der Verpackungen) sich wieder „entlösen“ können. (Desorption)
Hierzu wieder ein erklärendes Bild mit den drei genannten Schritten der Diffusion:

Abbildung 3: Funktionsskizze des Durchdringens von Gasen durch eine Folienverpackung

Zusammenfassung:

Ist also viel Sauerstoff draußen und wenig drinnen in einer Folienverpackung, geht das permeieren schneller. Die Permeationsrate ist hoch.

Hat das Material eine gute Barriere gegen das Gas, so ist die Permeationsrate niedriger als bei Materialien ohne eine Barriere.

Vergleicht man normierte Werte bei gleichen Drücken, Temperaturen und gleichem Gas (z.B. Sauerstoffpermeationsrate bei 23°C, 75% rel. Feuchte und 1000 mbar Atmosphärendruck) so gibt die Permeationsrate die Sperrwirkung (Barriere) der jeweiligen Folie gegen das jeweilige Gas im Vergleich an. Und genau das ist es, worüber die meisten reden, wenn sie von Permeationsrate oder Barriere oder Sperrwirkung einer Folie reden.

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Weitere Artikel zu diesem Themenbereich:
http://www.innoform-coaching.de/blog/category/expertenecke/

http://www.innoform-coaching.de/blog/2012/01/04/kennen-sie-eigentlich-den-unterschied-zwischen-dichtheitsprufung-und-permeationsmessung/

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Karsten Schröder
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7. März 2012
Energieeffizienz: Reduzierte „Stromkosten“ sind in 2012 möglich!

Begrenzung der EEG-Umlage
(Erneuerbare-Energien-Gesetz) für stromintensive Betriebe

Kurzzusammenfassung

Produktionsunternehmen der Verpackungsmittelindustrie sind „energie- und stromintensiv“. Die Bundesregierung will den Anteil der erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2030 auf 50% ausbauen. Die Kosten dafür werden grundsätzlich auf alle Stromverbraucher umgelegt (EEG Umlage). Besonders hart kann das stromintensive Unternehmen des produzierenden Gewerbes treffen. Zunehmend sehen dadurch Unternehmen des produzierenden Gewerbes ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit gefährdet.

1    Die Ausgangslage

1.1    Was ist zu tun?
Zur Abmilderung der entstehenden Wettbewerbsverzerrungen für deutsche Unternehmen wurden besondere Ausgleichsmechanismen vom Gesetzgeber vorgesehen. Dazu kann das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) die sogenannte “EEG-Umlage” begrenzen. Die vom Bundestag am 30.06.2011 beschlossene und zum 01.01.2012 in Kraft getretende EEG -Novelle 2012 wird Veränderungen für diesen – auch „Härtefallregelung“ genannten – besonderen Ausgleichsmechanismus mit sich bringen.

Bei Vorliegen der unten dargestellten Voraussetzungen für eine Antragsstellung muss eine Zertifizierung des praktizierten Energiemanagementsystems einschließlich des Nachweises der kontinuierlichen Optimierung der Energieeffizienz nach ISO 50001 oder EMAS mit integrierter § 41 EEG-Zertifizierung vorliegen.

1.2    Welche Kostenvorteile sind möglich?
Vereinfacht kann der monet

äre Vorteil (beispielhaft für 2011) wie folgt quantifiziert werden:
Über drei Cent/kWh können durch die Begrenzung der EEG-Umlage für das Kalenderjahr 2012 gespart werden.

2    Voraussetzungen

Die Innovationsfreudigkeit der Verpackungsmittelindustrie wird hier viel Positives für die Umwelt- und Ressourcenschonung tun und gleichzeitig die Kostenstruktur in den Herstellprozessen von Verpackungen verbessern.
Insbesondere sind für kleine und mittlere Unternehmen nun bessere „Öffnungen“ vorhanden. Auf Antrag kann das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) die “EEG-Umlage” begrenzen. Folgende Voraussetzungen müssen vorliegen:
•    Stromverbrauch von mehr als 1 GWh/Jahr (Gigawattstunde- bislang 10 GWh) an einer Abnahmestelle im letzten abgeschlossenen Geschäftsjahr vor Antragstellung
•    Stromkosten von mehr als 14 Prozent (bislang 15%) der Bruttowertschöpfung des Unternehmens
•    Vorliegen des Antrag mit sämtlichen Unterlagen bei dem BAFA und Einhaltung der Antragsfrist jeweils bis zum 30. Juni
•    Zertifiziertes Energiem

anagementsystems (ISO 50001 oder EMAS) mit der Verpflichtung der kontinuierlichen Optimierung der Energieeffizienz des Unternehmens falls der Stromverbrauch größer 10 GWH/Jahr ist.

Zur Bestimmung der Bruttowertschöpfung kann folgender EEG Rechner verwendet werden:
http://www.pwc.de/de/energiewirtschaft/eeg-rechner.jhtml

Nach bisheriger Rechtslage führte ein positiv verabschiedeter Antrag zu einer Reduzierung der abzunehmenden EEG-Strommenge. Zukünftig wird direkt die EEG-Umlage anteilig gekürzt werden. Bei dieser Änderung handelt es sich um eine reine Folgeänderung des neu gestalteten EEG-Wälzungsmechanismus.

Die integrierter § 41 EEG-Zertifizierung (BAFA-Zertifizierung) lässt sich wie folgt beschreiben: (Quelle: Stufe 1 Leitfaden Gutcert)

Weitere Informationen
Gerne bieten wir Ihnen weitere Informationen zu dem beschriebenen Verfahren, z.B. in Form eines Innoform – Seminars an.

Über die Website von InnoNET können Sie fragen auch direkt an den Autor per Email richten.

Wir hoffen, dass wir Ihnen hiermit hilfreiche Informationen geben konnten. Für Rückfragen und Feedback stehen wir gerne zur Verfügung:

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Tel: +49 441 94986-0

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28. Februar 2012
Was bedeutet eigentlich die Einheit cm³/m² x d x bar bei der Permeationsmessung?

“Prüfen und Bewerten von Folienverpackungen”: Permeation (Teil 2)
von Karsten Schröder (Innoform)

Haben Sie sich auch schon einmal über diese sperrige Einheit gewundert, die bei Permeationsmessungen oder Werten für Gasdurchlässigkeit angegeben wird? Für unsere Seminare haben wir dafür ein schönes Bild entwickelt.
Stellen Sie sich bitte einmal einen Quadratmeter der Folie vor, für die die Sauerstoffdurchlässigkeit angegeben wird – also ein Stück Folie mit den Maßen 1 m x 1 m. Der Zahlenwert, den Sie im Prüfzeugnis oder im Datenblatt oder sonst wo finden und in der Einheit Kubikzentimeter (cm³) pro (/) Quadratmeter (m²) mal (x) Tag (D) und bar angegeben wird entspricht demnach:

•    Genau der Menge an Sauerstoff,
•    die durch einen m² Folie
•    pro Tag durch permeiert (durch dringt)
•    vorausgesetzt der Druck ist auf beiden Seiten der Folie gleich.

Da eine Druckdifferenz zwischen beiden Seiten für die Geschwindigkeit des „Permeierens“ eine Rolle spielt, steht die Einheit bar mit in der kompliziert anmutenden Einheit der Permeationsrate.
Wenn man nun weiß, dass ein Kubikzentimeter in etwas dem Volumen eines Würfelzucker-Stückchens entspricht, wird die Einheit plötzlich anschaulich.

Bei PET beispielsweise sind typische Werte für eine 12 µm Folie rund 100 cm³/m² x d x bar. Mit anderen Worten es wandern 100 Würfelzucker-Einheiten an Sauerstoff durch einen Quadratmeter Folie am Tag durch – das ist ganz schön viel.
Wenn man solch eine Folie nun mit einer Metallisierung oder AlOx bzw SiOx-Beschichtung ausrüstet, kann sich der Wert auf z.B. 1 Stückchen „Würfelzuckerstückchen-Einheit“ Gas reduzieren.

Wenn Sie mal nachschlagen wollen, welche Folie welche Permeationsrate typischerweise zeigt, schauen Sie doch mal in unseren Permeationsrechner. Aber Achtung – alle unsere Werte im Permeationsrechner sehen Sie nur, wenn Sie bei InnoZONE (Mein.Innoform) eingelogt sind.

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1. Februar 2012
Abpacken in flexiblen Verpackungen Teil 2.1: Schlüsselstellen bei vertikalen Form-, Füll- und Schließsystemen: Produktschutz

Abpacken in flexiblen Verpackungen im Form-, Fill- Seal-Prozess Folien, Maschinen und Qualitätssicherung
von Dr. Manfred Reichert

Kurzzusammenfassung: Aufbauend auf Teil 1 (Abpacken in flexiblen Verpackungen: Konzepte für vertikale Form-, Füll- und Schließsysteme (FFS)) werden die Schlüsselstellen in ihren Grundzügen dargestellt: Im Teil 2.1 wird hier zunächst auf Grundzüge der Produktschutzverfahren eingegangen. Stichworte: Begasungsverfahren, Evakuierverfahren, Kombinationen dieser beiden Verfahren, Aromaschutz-Ventile, z. B. für Kaffee

Am Schluss dieses Inno-Letters wird noch darauf verwiesen, mit welchen Themen sich die nachfolgenden Teile befassen werden.

Produktschutz
In diesem Rahmen kann lediglich auf die wichtigsten Grundzüge eingegangen werden.

Produktschutz lässt sich definieren als Schutz vor chemischem, physikalischem und biologischem Verderb. Trockene Lebensmittel (unter denen die schüttfähigen Lebensmittel einen großen Anteil ausmachen) sind biologisch nicht gefährdet, wenn ihre Wasseraktivität unter der Gleichgewichtsfeuchte von 60% liegt. Deshalb sind „trockene Produkte“ nur noch durch mechanische Zerstörung, Substanzverlust, Lichtstrahleinwirkung und durch chemische Prozesse (v. a. Oxidation) bedroht.

Die Qualitätserhaltung trockener Lebensmittel durch Vakuum- und Schutzgaspackungen wirkt hier chemischen Langzeitschäden wie z. B. Oxidation entgegen. Lichtempfindliche Lebensmittel werden durch Sauerstoffentzug besser geschützt.

Bezüglich Produktschutzverfahren sind hier sowohl Evakuier- als auch Gasspülverfahren zu erwähnen, die auch kombinierbar sind. Beim Evakuierverfahren kommt das Produkt im ungünstigsten Fall unter Normaldruck (210 mbar = 21 % Sauerstoff) zur Verpackungsmaschine. (Quelle: K. Domke, neue Verpackung 1/94)

Zum Produktschutz bietet Bosch Packaging Technology verschiedene Verfahren wie Neutrafilter, Neutravac, Vacufin sowie Aromaschutzventile an.

Im Folgenden sind einige Grundlagen für Produktschutz und Ventile kurz dargestellt:
„Neutrafilter“: Hier handelt sich um eine Vorbegasung bei Schlauchbeutelmaschinen; der Restsauerstoffgehalt eines unter Normalatmosphäre geführten Produktes wird im Dosierer auf ca. 2 mbar reduziert. Gleichzeitig wird das Innere des Folienschlauches auf etwa den gleichen Wert gespült. Da bei der Abfüllung nur sehr wenig Außenluft hinzu gelangt, bleibt der Rest-Sauerstoffwert im geschlossenen Beutel auf diesem sehr niedrigen Niveau.
(Quelle: K. Domke, neue Verpackung 1/94)

Das Neutrafill-Prinzip ist in der folgenden Abbildung kurz dargestellt:

Abb. 1: Produktschutzverfahren „Neutrafill“
(Quelle (Bild): Robert Bosch GmbH, Packaging Technology, Waiblingen)

„Neutravac“: Hier handelt es sich prinzipiell um eine Kombination aus Begasung (Schutzgas) und einer Teilevakuierung. Hintergrund: Der Markt verlangt oft harte Packungen. Dazu wird das Produkt zuerst unter Schutzgas abgefüllt und unmittelbar danach in der Becherkette evakuiert. Das Maschinenkonzept dafür muss also aus einer Vertikalschlauchbeutelmaschine mit anschließender Becherkette bestehen. Man erhält sehr harte Rechteckpackungen: raumsparend, stapelbar, und die Packungen sind vom Endverbraucher an ihrer Härte kontrollierbar. Man erhält Restsauerstoffwerte von etwa 0,5-1,0% in der geschlossenen Packung. Bei diesem Prinzip wird außerdem kein weiteres Verpackungsmaterial für eine glatte Außenhülle benötigt, da die Oberfläche der Einlagenpackung bereits glatt ist. Als Produktbeispiel können Kaffee, Nüsse, Kartoffelprodukte u. ä. genannt werden.(Quelle: K. Domke, neue Verpackung 1/94)

Das grundsätzliche „Neutravac-Prinzip“ (Kopf-Evakuierung der vorbegasten Packung) ist in der nachfolgenden Abbildung zu sehen:

Abb. 2: „Neutravac“ Evakuierung (Quelle (Bild): Robert Bosch GmbH, Packaging Technology, Waiblingen)

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass es daneben auch Evakuierung ohne Vorbegasung gibt („Vacufin“, siehe folgende Abbildung): Hier werden die Packungen in Kammern in einem Vakuumrad evakuiert. Dieses Prinzip wird jedoch in Dornradmaschinen eingesetzt.

Abb. 3: Kammer-Evakuierung (Quelle (Bild): Robert Bosch GmbH, Packaging Technology, Waiblingen)

Aromaschutz-Ventile:

Hintergrund:

Kaffee ist sehr sauerstoffempfindlich; frisch geröstete Kaffeebohnen geben 6 l Röstgas/kg Kaffee ab. Damit der Kaffee gleich nach dem Rösten ohne Qualitätsverlust verpackt werden kann und sich die Packung durch das Röstgas nicht aufbläht oder gar platzt, werden Aromaschutzventile auf die Packungen aufgebracht. Sie öffnen bereits bei einem Überdruck von wenigen mbar, lassen Röstgas aus der Packung entweichen und schließen dann wieder sauerstoffundurchlässig ab. Die „aromafin“-Ventile schützen vor Überdruck in luftdichten Packungen und machen dadurch die Zwischenlagerung von frisch geröstetem Kaffee überflüssig. Hierdurch wird Kontakt mit Sauerstoff vermieden, der Kaffee behält sein volles Aroma und Lagerkosten werden reduziert. Der Kaffee kann direkt nach dem Rösten verpackt werden und die Packung behält ihre gewünschte Form. Die Ventile sind kaum wahrnehmbar, funktionieren sehr zuverlässig, lebensmittelsicher. Sie sind an der Innen- oder Außenseite der Packung angebracht.

Hier hat Bosch ein weites Produktspektrum an außen und innen liegenden Ventilen mit den entsprechenden Applikatoren – geeignet für jeden Anwendungsfall. Die Bosch-Ventile haben einen reproduzierbaren, niedrigen Öffnungsdruck für eine entsprechende Verpackungsform im Verkaufsregal. Aufgrund der Ultraschweißtechnik ist die Siegelnaht des Ventils (nur bei innenliegendem Ventil) kaum sichtbar. Die Bosch-Applikatoren mit einer Leistung von bis zu 100 Beuteln/min zeigen höchste Prozesssicherheit (Effizienz) aufgrund verschiedener InLine-Überwachungen wie Sensoren für „Ventil vorhanden“ oder „Ventilfluid vorhanden“.

Einige Grundlagen zur Ventil-Funktion sind in der nächsten Abbildung „zu sehen“:

Abb. 4: Funktion des Aromaschutz-Ventils (Quelle: Robert Bosch GmbH, Packaging Technology, Waiblingen)

[Die Reihe wird fortgesetzt: In weiteren Teilen soll u. a. auf folgende Themenkomplexe eingegangen werden:
Teil 2.2.: Schlüsselstellen Siegel- und Schweißverfahren; weiter:
Trockene Füllgüter und beispielhafte Materialkombinationen und Spezifikationen; Qualitätskriterien und Qualitätssicherung (Material- und Beutelspezifikationen, praxisnahe Prüfmethoden, Dichtheitsprüfung) ]

Wir hoffen, dass wir Ihnen hiermit hilfreiche Informationen geben konnten. Für Rückfragen und Feedback stehen wir gerne zur Verfügung:

Dr. Manfred Reichert, Parkstrasse 36/1, 73630 Remshalden, Tel. 07151-72354,

e-mail: m.reichert51@web.de

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25. Januar 2012
Kennen Sie eigentlich den Unterschied zwischen Dichtheitsprüfung und Permeationsmessung?
“Prüfen und Bewerten von Folienverpackungen”: Permeation (Teil 1)
von Karsten Schröder (Innoform)

Dr. Horst-Christian Langowski vom Fraunhofer IVV in Freising sagte einmal sinngemäß auf einer Tagung: „Es muss erst alles dicht sein, bevor man Permeation messen kann“.

Das bringt es gut auf den Punkt. Die Permeationsmessung beginnt in der Regel erst dann, wenn mit üblichen Dichtheitsprüfmethoden kein Gas-/Flüssigkeitsaustausch mehr nachweisbar ist. Zur Verdeutlichung ein Praxisbeispiel:

Kennen Sie noch die Vakuumverpackungen mit gemahlenem Kaffee, die vor dem Kauf erst einmal schüchtern im Regal auf Ihre „Dichtigkeit“ hin getestet wurden? Haben Sie sich auch schon einmal dabei ertappt, die Vakuumverpackung mit normalerweise rund 500-00 mbar Unterdruck mit den Fingern zusammen zu drücken, um festzustellen, ob sie noch schön hart ist? Das tun Sie, obwohl die Verpackung vielleicht mit einer Hochbarrierefolie hergestellt wurde mit einer Aluminiumschicht als Gassbarriere. Da geht messtechnisch im Verbund kein Gas mehr durch. Dennoch weiß der geschulte Einzelhandelskunde, dass trotzdem manchmal die Packung „weich“ ist. Das liegt z. B. an der “Undichtigkeit” in der Siegelnaht oder an Mikrodurchstichen des Kaffeemehls. Haben Sie das gewusst?

Mit anderen Worten:
1. Die Permeationsmessung ist um ein vielfaches sensibler/genauer als die Dichtheitsprüfung. Sie kann somit als Untergruppe der Dichtheitsprüfungen angesehen werden.
2. Die Permeationsmessung beschäftigt sich mit dem Gasaustausch durch ein Material und nicht mit einer Strömung durch ein Loch, wie es die Dichtheitsprüfungen tun.
Genau das ist der Grund, warum für verpackten, gemahlenen Kaffee die Dichtheitsprüfungen und nicht die Permeationsmessungen zur verbesserten Qualität der Vakuumverpackungen führten. Mittlerweile sind übrigens fast alle Packungen immer sehr gut dicht. Aber wie steht es mit der Permeation? Diskutieren Sie mit mir und anderen Lesern. Gerne auch in unsere Innoform-XING-Gruppe.

Ich freue mich wieder auf zahlreiche Kommentare und Anregungen für weitere Beiträge in unserer Innoform Expertenecke hier oder auf XING.

Freundlicher Gruß,

Karsten Schröder

P.S. Weitere Artikel zu diesem Themenbereich finden Sie nachstehend:

2. Was bedeutet eigentlich die Einheit cm³/m³ x d x bar bei der Permeationsmessung?

3. Was ist eigentlich die Permeationsrate?

4. Was gibt die Wasserdampfdurchlässigkeit eigentlich an?

5. Was bedeutet, die Folie hat eine gute Barriere?

6. Welchen Einfluss hat Feuchtigkeit auf die Sauerstoffbarriere?

Die nächsten Innoform Veranstaltung finden Sie HIER.

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4. Januar 2012
“Drucken und Kaschieren” (Teil 8 von 8): Trouble Shooting Guide – Über die Analyse und Beseitigung von Fehlern im Laminierprozeß

8. Teil: Häufig verwendete Folien zum Drucken und Kaschieren
Trouble Shooting Guide – Über die Analyse und Beseitigung von Fehlern im Laminierprozeß

In den bislang vorliegenden Teilen der Artikelserie (Drucken und Kaschieren) stand die Komplexität des Herstellungsprozesses von Folien, die Kaschierung sowie das entsprechende Umfeld im Zentrum der Berichterstattung. Dabei wurden dem Leser technische Zusammenhänge nähergebracht, um dessen Blick für mögliche Fehlerquellen im Produktionsalltag zu schärfen. Der Sachbereich »Flexible Verpackung« besteht jedoch aus sehr vielen Einzelaspekten, weshalb Fehler in immer neuen Variationen auftreten können. Deshalb ist ständiges Lernen sowie der Austausch einschlägiger Informationen eine unverzichtbare Voraussetzung für eine möglichst fehlerfreie Produktion. Im abschließenden Artikel dieser Serie wird den Herstellern flexibler Verpackungen ein »Trouble Shooting Guide« an die Hand gegeben, der kurz und prägnant bei der Kaschierung von Verbundmaterialien auftretende häufige Fehler und deren Ursache benennt sowie entsprechende Lösungsmöglichkeiten aufzeigt.

Am Ende der Produktionskette
Unzureichende Verbundhaftung oder Siegelnahtwerte, die eine weitere Verarbeitung beispielsweise auf Form-Fill-Seal-Maschinen (FFS) unmöglich machen, gehören zum Schlimmsten, was einem Kaschierer zustoßen kann. Im Gegensatz zu den Designern, Verpackungsentwicklern, Folienherstellern und Druckern, die ihre Aufgabe im Herstellungsprozeß bereits erledigt haben, steht der Kaschierer am Ende der Produktions- und Veredelungskette. Bevor das geschnittene Rollenmaterial oder die konfektionierten Beutel ausgeliefert werden können, muß eine funktionsgerechte, fehlerfreie Kaschierung erfolgen. Tritt während dieses Vorgangs ein Fehler auf, waren alle vorher erbrachten Leistungen vergebens.

Denn ein derartiges Produkt darf nicht zur Auslieferung kommen, da ansonsten Schadensersatzansprüche von den Befüllern der Verpakkungen zu erwarten sind. Es muß daher allen an der Produktion von Verpackungsfolien Beteiligten klar sein, daß nur größte Sorgfalt einen derartigen Fall verhindern kann. Denn ein Fehler, ob nun beim Extrudieren oder Bedrukken entstanden, wird beim Kaschieren zumeist erst nach einigen Tagen erkannt. Nach Abschluß der Aushärtung des Klebstoffs, die von der Lagertemperatur der kaschierten Rollen abhängt, erweist es sich erst nach 5–10 Tagen, ob die Kaschierung erfolgreich war. Hierzu ist anzumerken, daß in den zurückliegenden Teilen dieser Artikelserie schon mehrfach auf Hilfsmittel und Werkzeuge

zur Sicherstellung der Kaschierqualität hingewiesen wurde. Dazu zählen beispielsweise das korrekte Mischungsverhältnis des Klebstoffs und dessen tatsächliches Verhalten im Produktionsprozeß.

Druckfarben und Klebstoffe
Oftmals liegen die Ursachen von Kaschierproblemen bereits im Druckprozeß, denn besonders Druckfarben und deren unterschiedliche Bestandteile können das Verhalten des Kaschierklebstoffs beeinflussen. Dies tritt vor allem dann auf, wenn die Druckfarbe nicht völlig ausgehärtet ist. Diesem unerwünschten Effekt kann mit verschiedenen Maßnahmen entgegengewirkt werden. Dazu gehören:

● Auftragsbezogene Auswahl des Farbsystems;
● Vorbehandlung der Foliensubstrate (z.B. Korona);
● Auswahl des Lösemittels ➞ »Verlauf« ➞ Topographie;
● Farbviskosität im Druck ➞ Rauhigkeit ➞ Topographie;
● Wirksamkeit des Bindemittels;
● Größe der Farbpigmente (insbesonders weiße Druckfarben oder Mischfarben, die mit Weiß angesetzt werden);
● Zusetzung geeigneter Additive. Lösemittelhaltige (LH) und lösemittelfreie (LF) Kaschierklebstoffe verhalten sich gegenüber Druckfarben sehr unterschiedlich. LH-Qualitäten werden zumeist mit höherer Auftragsmenge (g/m2; trokken) verarbeitet, während LF-Produkte aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften nur mit eingeschränkten Auftragsgewichten eingesetzt werden können. Das Problem mit der Rautiefe von Druckfarben läßt sich bei LH-Klebstoffen durch Erhöhen der Auftragsmenge kompensieren. Diese Möglichkeit ist bei LF-Klebstoffen jedoch nur im Zehntelgrammbereich möglich, wodurch diese Korrekturmöglichkeit erheblich eingeschränkt bzw. oftmals ausgeschlossen ist.

Bei einem derart komplexen Fertigungsablauf wie der Herstellung flexibler Verpackungen können immer wieder Fehler auftreten. Nur durch die konsequente Einhaltung bestimmter Regeln und ständiger Qualitätskontrolle der Abläufe innerhalb der einzelnen Fertigungsschritte kann diese schwierige Form der Veredelung (Kaschieren) erfolgreich durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang kommt dem Informationsaustausch zwischen den am Fertigungsprozeß beteiligten Firmen und den jeweiligen Zulieferern eine besondere Bedeutung zu. Nachstehend sind einige Bereiche beispielhaft genannt:
● Granulate (z.B. Siegelschichten);
● Masterbatches (wichtige Additive);
● Druckfarben;
● Kaschierklebstoffe;
● Produktionsmaschinen (z.B. Extrusion, Druck- und Kaschiermaschinen);
● Hilfsstoffe (z.B. Lösemittel, Reinigungsmittel).

Um einen fehlerfreien Fertigungsprozeß sicherzustellen, stehen die Lieferanten in der Pflicht, alle relevanten Informationen zu Verfügung zu stellen und diese nicht unter dem Vorwand von Betriebsgeheimnissen vorzuenthalten. Zusammenfassung Fehler in der Herstellung flexibler Verpackungen lassen sich weitestgehend vermeiden, wenn alle Beteiligten über das notwendige Fachwissen verfügen. Um einer Wiederholung früherer Fehler vorzubeugen, bedarf es einer systematischen Bearbeitung und Analyse der jeweiligen Fehler. Es ist wenig hilfreich, mittels eines Telefonats oder einer e-Mail Schuldzuweisungen zu verteilen. Wichtig ist, daß Kaschierbetriebe bzw. Druckereien mit internen Kaschieranlagen in die Lage versetzt werden, das jeweilige verbundtechnische Problem präzise zu benennen. Dazu ist diesem Artikel ein Anhang mit dem Titel »Kaschierung – Trouble Shooting Guide« beigefügt, der eine Hilfestellung bei der Fehleranalyse in der Produktionspraxis geben will.

Zusammenfassung
Fehler in der Herstellung flexibler Verpackungen lassen sich weitestgehend vermeiden, wenn alle Beteiligten über das notwendige Fachwissen verfügen. Um einer Wiederholung früherer Fehler vorzubeugen, bedarf es einer systematischen Bearbeitung und Analyse der jeweiligen Fehler. Es ist wenig hilfreich, mittels eines Telefonats oder einer e-Mail Schuldzuweisungen zu verteilen. Wir gehen sicher davon aus, dass an einem Schadensfall beteiligte Firmen sehr interessiert sind zu helfen und gerne lernen was zu dem diskutierten Problem(en) geführt hat. Die Voraussetzung dafür ist jedoch das vom Kaschierbetrieb vermittelt werden kann um was für ein verbundtechnisches Problem es sich handelt. Der Aufwand ein brauchbares Protokoll eines aufgetretenen Schadens ist nicht aufwendig, vereinfacht jedoch die Kommunikation und hilft der Lösung des Problems.

P.S. Am 22./23. November können Sie uns auf der 2. Flexodruck-Tagung in Osnabrück treffen.
Dieses Mal dreht sich alles um: Ständig steigende Qualitätsansprüche und sinnvolle Lösungen?!
Es gibt völlig andere Themen und Erkenntnisse als vor 2 Jahren. Es hat sich viel getan.

Bilder, Videos und Experten Meinungen von der FD-Tagung stellen wir Ihnen nach der Tagung exklusiv auf unserer Facebook Seite zur Verfügung https://www.facebook.com/Innoform.Folienverpackungen?sk=app_247068188662059zur

zur Innoform XING-Gruppe: “Sichere Folienverpackungen durch Prüfen, Bewerten und Wissen mit Innoform”

Kontakt:

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3. November 2011