Kategorie: Folienprüfung & Analytik

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

Kunststoffe in Papierverpackungen
Teil 1: Überblick für Lebensmittel und Bedarfsgegenstände

Einleitung

Papierbasierte Verpackungen gelten oft als umweltfreundliche Alternative zu reinem Kunststoff. In den letzten Jahren ist im EU-Raum ein Trend hin zu mehr faserbasierten Verpackungen für Lebensmittel und Alltagsartikel zu beobachen. Doch der Schein trügt mitunter: Viele dieser Papier- und Kartonverpackungen enthalten Kunststoffanteile, etwa in Form dünner Beschichtungen oder Folien, um bestimmte Funktionen zu erfüllen. Tatsächlich kommen Kunststoffe in den meisten lebensmittelbezogenen Papierverpackungen zum Einsatz, was dazu führt, dass nominell „plastikfreie“ oder „kompostierbare“ Verpackungen oft eben doch Kunststoff enthalten. Dieser einleitende Beitrag beleuchtet typische Gründe für solche Kunststoffschichten, gängige Kunststofftypen und deren Funktionen, erste regulatorische Aspekte im EU-Kontext sowie Umweltaspekte (Recycling, Mikroplastik, Kompostierbarkeit). Er bildet den Auftakt einer Reihe von Blogbeiträgen und soll einen grundlegenden Überblick vermitteln.
Gründe für Kunststoffanteile in Papierverpackungen

Papier alleine bietet nicht alle Eigenschaften, die für den Schutz und die Haltbarkeit verpackter Waren erforderlich sind. Ohne eine chemische oder kunststoffbasierte Beschichtung kann Papier/Karton viele Verpackungsfunktionen – insbesondere im direkten Lebensmittelkontakt – nicht erfüllen. Aus diesem Grund wird Papier oft mit einer dünnen Kunststoffschicht versehen, die als Funktionsbarriere dient. Typische Gründe für den Einsatz von Kunststoffanteilen sind:
- Feuchtigkeits- und Flüssigkeitsschutz: Papier ist von Natur aus durchlässig für Wasser und Wasserdampf. Eine Kunststoffbeschichtung macht die Verpackung hingegen widerstandsfähig gegen Wasser, Feuchtigkeit und Flüssigkeiten, sodass z.B. kein Wasser oder Wasserdampf durchdringen kann. Dies verhindert, dass das Papier aufweicht oder durchfeuchtet – etwa bei Tiefkühlkost-Verpackungen oder Bechern für Heißgetränke.
- Fett- und Ölbarriere: Lebensmittel mit hohem Fettgehalt (Fast Food, Backwaren, Snacks) erfordern eine fettabweisende Innenbeschichtung. Kunststoffschichten verhindern das Durchfetten der Verpackung. Ohne diese Barriere würden Öle und Fette das Papier durchdringen und es durchweichen oder unansehnlich machen.
- Gas- und Aromaschutz: Viele Lebensmittel müssen vor Sauerstoff, Kohlendioxid oder anderen Gasen geschützt werden, um eine lange Haltbarkeit zu gewährleisten. Papier ist gasdurchlässig; daher wird häufig ein Kunststoff mit sehr geringer Permeabilität eingebracht. Zum Beispiel bieten spezielle Polymere einen nahezu dichten Sauerstoff- und Aromaschutz, sodass das Aroma von Kaffee in einer papierbasierten Kaffeeverpackung erhalten bleibt und keine Luft von außen eindringt.
- Hygiene und Produktsicherheit: Eine durchgängige Kunststoffschicht auf der Innenseite kann als sichere Kontaktfläche zum Lebensmittel dienen. Sie verhindert, dass Fasern oder Partikel des Papiers ins Lebensmittel gelangen, und kann so die sensorische Neutralität (kein Fremdgeruch oder -geschmack) gewährleisten. Zudem können solche Schichten als funktionelle Barriere wirken, die den Übergang unerwünschter Stoffe (z.B. Druckfarben aus dem Papier) ins Lebensmittel verringern.
- Siegelfähigkeit (Versiegelung): Viele Verpackungen – Beutel, beschichtete Papierfolien, To-Go-Becherdeckel etc. – müssen thermisch versiegelt werden, um dicht zu schließen. Reines Papier lässt sich nicht einfach verschweißen. Die Kunststoffkomponente hingegen ist schweißbar, d.h. sie schmilzt bei Wärme und ermöglicht so stabile Siegelnähte. Ohne Kunststoffanteil könnten z.B. Kaffeebecher nicht mit Deckeln dicht verschlossen oder Papierbeutel nicht automatisch versiegelt werden.
- Mechanische Stabilität: In manchen Fällen trägt der Kunststoffanteil auch zur Reißfestigkeit und Stabilisierung des Verbundmaterials bei. Die Kunststoffschicht kann das Papier verstärken und unempfindlicher gegen Risse, Einstiche oder mechanische Beanspruchung machen – wichtig z.B. bei schweren oder spitzen verpackten Gütern.
Zusammenfassend ermöglichen es dünne Kunststoffschichten also, papierbasierten Verpackungen ähnliche Schutzeigenschaften wie reinen Kunststoffverpackungen zu verleihen, ohne dass die äußerliche Anmutung als „Pappe/Papier“ verloren geht. Feuchtigkeit, Fett, Gase und Keime werden abgehalten und die Verpackung bleibt stabil und siegelbar, was für die Sicherung der Produktqualität und -haltbarkeit entscheidend ist. Studien beziffern den Kunststoffanteil solcher funktionalisierten Papierverpackungen typischerweise auf bis zu etwa 10–20 Gewichtsprozent der Gesamtverpackung – ein scheinbar kleiner Anteil, der jedoch eine große Wirkung auf die Leistungsfähigkeit der Verpackung hat.

Wenn Sie wissen wollen, wie der Kunststoffanteil geprüft und eingeordnet wird, abonnieren SIe gerne unseren Newsletter – Fortsetzungen folgen.

Autor: Dr. Daniel Wachtendorf, Innoform GmbH August 2025
5. August 2025

Wasserdampfdurchlässigkeit praxisgerecht prüfen – wann welche Methode sinnvoll ist

Die Wasserdampfdurchlässigkeit (Water / Moisture Vapour Transmission Rate, WVTR) ist ein Schlüsselparameter für Haltbarkeit, Funktionalität und Nachhaltigkeit flexibler Verpackungen. Innoform Testservice bietet drei anerkannte Laborverfahren an, die zusammen den gesamten Praxisbereich vom atmungsaktiven Beutel bis zur Hochbarrierefolie abdecken. Im Folgenden erfahren Sie, welches Prüfprinzip sich in welchen Anwendungsszenarien bewährt .

1 Elektrolytisch / Hydrolyse-Sensor (ISO 15106-3)

Normen: DIN EN ISO 15106-3
Einsatzbereich:

Hoch-Barrierefolien, metallisierte oder anorganisch beschichtete Strukturen
WVTR von 0,01 g · m⁻² · d⁻¹ bis ca. 100 g · m⁻² · d⁻¹
geformte Verpackungen (Pouches, Flaschen, pharmazeutische Primärpackmittel)

Warum wählen?
Das Phosphorpentoxid- (bzw. Calciumchlorid-) Sensorsystem zersetzt eintretenden Wasserdampf elektrolytisch; der notwendige Strom ist direkt proportional zum Permeat. Dadurch erreicht das Verfahren sehr niedrige Nachweisgrenzen und eignet sich für Premium-Barriere und Shelf-Life-Studien. Innoform bietet dieselbe Technik sowohl für Flachfolien als auch für komplette Packmittelkammern an.

2 Modulierter Infrarot-Sensor (ASTM F 1249 / ISO 15106-2)

Normen: ASTM F 1249, DIN EN ISO 15106-2
Einsatzbereich:

typische Verpackungsbarrieren (≈ 0,05 – 50 g · m⁻² · d⁻¹)
schnelle Wareneingangs- und Prozesskontrolle (Resultate ≤ 2 h)
Temperatur- und rF-geregelte Prüfungen für Validierungsstudien

Warum wählen?
Ein modulierter Infrarot-Detektor misst die Wasserdampfabsorption im Trägergas hinter der Probe. Das Verfahren liefert reproduzierbare Ergebnisse bei kurzer Analysedauer und automatischer Klimaführung – ideal für Serienprüfungen und vergleichendes Materialbenchmarking.

3 Gravimetrische Cup-Methode

Normen: DIN 53122-1, DIN EN ISO 12572, ASTM E 96
Einsatzbereich:

mittlere bis hohe WVTR-Werte (≈ 1 – 1000 g · m⁻² · d⁻¹)
gerade, flächige Proben ≥ 50 cm²
Qualitätskontrolle bei Standard-Laminate, Papier-/Kunststoff-Verbunden, atmungsaktiven Bau-Folien

Warum wählen?
Die Cup-Methode ist robust, preiswert und normativ breit verankert. Sie misst den realen Masseverlust und eignet sich daher hervorragend als Referenz oder für Vergleichsmessungen zwischen Laboren. Der Nachteil sind längere Messzeiten (Stunden bis Tage) und eine beschränkte Empfindlichkeit für hochwertige Barrierefolien.

4 Entscheidungshilfe auf einen Blick

Anforderung	Typischer WVTR	Probe	Empfohlene Innoform-Methode	Kommentar
Budgetschonende Referenz, Normenkonform	> 0,5 g · m⁻² · d⁻¹	≥ DIN A5 Folie	Cup gravimetrisch	langsam, sehr robust
Schnelle QC-Messung in der Produktion	0,05 – 50	Folie oder Flachformteil	IR-Sensor	Resultate ≤ 2 h
Hochbarriere, Lebens-/Arzneimittel	0,01 – 0,05	Folie oder Packung	Elektrolytisch	höchste Empfindlichkeit

5 Praxisempfehlungen

Probenkonditionieren – mind. 24 h unter Prüfklima, um Feuchtegradienten zu harmonisieren.
Doppelmessung – Innoform führt standardmäßig Zwei-Bestimmungen durch, um Ausreißer früh zu erkennen.
Referenzfolien mitbestellen – einmal jährlich eine bekannte Barriere prüfen lassen; so behalten Sie langfristig die Kalibrierung im Blick.
Prüfklima wählen – typisch 23 °C / 85 % rF für Lebensmittelverpackungen, 38 °C / 90 % rF für Tropen-Simulation.

Gesamttabelle der WVTR-Prüfmethoden für Folien & Verpackungen

Prüfmethode	Wichtige Normen	Typischer WVTR-Bereich (g · m⁻² · d⁻¹)	Besonderheiten	Innoform für Flexpack üblich
Gravimetrisch (Cup: Trocken / Nass)	DIN 53122-1, ASTM E 96, ISO 12572	0,5 – 1000	günstig, Referenz	✔
Kapazitiver Humidity-Sensor	ISO 15106-1	0,05 – 1000	schnelle QC, mittlere Empfindlichkeit	✖
Modulierter IR-Sensor	ASTM F 1249, ISO 15106-2	0,02 – 100	automatisiert, ±2 h Ergebnis	✔
Elektrolytisch / Hydrolyse-Sensor	ISO 15106-3, ASTM F 2622	0,005 – 0,05	Hochbarriere, geformte Packs	✔
Calcium-Korrosionstest	– (F&E, DIN SPEC in Arbeit)	10⁻⁴ – 10⁻⁶	Ultra-OLED-Barrieren	✖
Optisch-elektrischer Hybrid-Calcium	–	< 10⁻⁶	kombinierte Messung für Photovoltaik	✖

Fazit
Ob Standardlaminat oder High-Tech-Barriereschicht: Mit den gravimetrischen, IR- und elektrolytischen Verfahren von Innoform decken Sie praktisch jedes praxisrelevante WVTR-Fenster ab. Die Wahl hängt von Ihrem Ziel-WVTR, dem Zeitfenster und der Probengeometrie ab – und bestimmt letztlich, wie belastbar Ihre Haltbarkeits- und Prozessdaten sind.

Die Innoform Prüfungen und Ansprechpartner finden Sie hier:

WVTR Prüfungen

20. Mai 2025

Materialcharakterisierung und Mikroskopie

Innoform Testservice präsentiert seine neuesten Erkenntnisse zur Materialcharakterisierung beim Inno Meeting

Beim Inno Meeting 2025 in Osnabrück präsentierte der Innoform Testservice Materialcharakterisierungen per digitalem Mikroskop. Daniel Wachtendorf und Matthias Böhne erläuterten dessen Anwendung in Schadensanalysen, Reklamationen und Kundenfehler-Untersuchungen. Es wird auch zunehmend in der Standardmaterialcharakterisierung eingesetzt.

Ein wesentlicher Vorteil des digitalen Mikroskops ist die Tiefenschärfe, die es ermöglicht, dreidimensionale Bilder aufzunehmen und Oberflächenschäden detailliert zu analysieren. Dies hilft, die Herkunft von Defekten zu bestimmen, ob sie von außen oder innen kommen. Matthias betonte, dass das Mikroskop auch für die Untersuchung von Stippen nützlich ist, da es eine benutzerfreundliche und detaillierte Analyse ermöglicht.

Wir nutzen das Mikroskop nicht nur für Stippenanalysen und 3D-Fotos, sondern auch zur Verpackungsprüfung: Es liefert Übersichts- und Detailaufnahmen, um etwa Mehrschichtfolien zu inspizieren.

Für die Analyse der Materialien in den Schichten einer Mehrschichtfolie werden zusätzliche Methoden wie Infrarotspektroskopie, Thermoanalyse und Polarisationsmikroskopie eingesetzt. Diese Methoden helfen, die spezifischen Materialien in den Schichten zu identifizieren, insbesondere wenn die Schichten sehr dünn sind.

Ein weiteres Thema war die Untersuchung von Papierverpackungen, die sich anders als Kunststoff verhalten. Hierbei wird geprüft, ob das Material wirklich kunststofffrei ist oder ob noch Kunststoffanteile vorhanden sind. Die Barrieremessung, insbesondere die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit, ist ebenfalls ein wichtiges Thema bei der Entwicklung neuer Verpackungsmaterialien.

Aber das haben die beiden selber viel persönlicher und besser erläutert in diesem Video hier.

Interview im Rahmen des 22. Inno-Meeting in Osnabrück

Testservice Leistungen rund um das Thema finden Sie hier

Materialcharakterisierung

20. März 2025
Spezifikationen – Viel mehr als nur notwendiger Papierkram

Spezifikationen wirken oft wie zeitraubende Bürokratie – dabei sind sie unverzichtbar für Qualität, Effizienz und juristische Sicherheit. Verpackungsspezifikationen beispielsweise sind entscheidend für den Schutz von Produkten. Dieser Artikel zeigt anhand anschaulicher Praxisbeispiele, warum gut durchdachte Spezifikationen nicht nur Qualität und Klarheit sichern, sondern auch wirtschaftliche Risiken reduzieren und im Ernstfall sogar vor persönlicher Haftung schützen können.

Spezifikationen vs. Datenblätter

Auf den ersten Blick wirken Spezifikationen häufig wie ein bürokratisches Übel, aber Verpackungsspezifikationen können diese Komplexität reduzieren: umfangreich, komplex und zeitintensiv. Tatsächlich sind sie jedoch essenziell für eine nachhaltige Sicherung von Qualität und wirtschaftlichem Erfolg in nahezu jedem Produktionsprozess – besonders im Bereich Verpackungen. Ihre sorgfältige Ausarbeitung ist keineswegs reine Bürokratie, sondern eine Investition in langfristige Qualitätssicherung, Klarheit und Effizienz.

Doch warum ist es so wichtig, zwischen Verpackungsspezifikationen und einfachen Datenblättern klar zu unterscheiden? Datenblätter dienen in der Regel lediglich der schnellen Information, enthalten oft Sollwerte und verzichten bewusst auf verbindliche Toleranzen. Sie geben erste Hinweise über ein Produkt und sind meist von Marketingabteilungen geprägt – informativ, aber juristisch nicht belastbar. Spezifikationen hingegen beinhalten verbindliche Anforderungen mit eindeutig festgelegten Toleranzen, Normen und Prüfmethoden. Diese Details gewährleisten eine eindeutige Verständigung zwischen Kunden, Lieferanten und internen Abteilungen.

Folgen unklarer Dokumenttypen

In der Praxis zeigt sich regelmäßig, dass mangelnde Klarheit zwischen Datenblättern und Spezifikationen zu erheblichen Problemen führen kann. In zahlreichen Audits führt die Vermischung dieser Dokumenttypen zu Abweichungen und sogar zu gravierenden, sogenannten „Major-Abweichungen“. Die Folge sind unnötige Kosten, erhebliche Mehraufwände und potenzieller Imageschaden für das Unternehmen.

Dabei zeigen sich die Vorteile von klaren Spezifikationen nicht nur in Audit-Situationen, sondern insbesondere auch im täglichen Betrieb. Verpackungsspezifikationen reduzieren Missverständnisse, minimieren Reklamationen und stärken die Kunden-Lieferanten-Beziehung nachhaltig. Die anfängliche Zeitinvestition in ihre Erstellung amortisiert sich daher erfahrungsgemäß schnell durch geringere Folgekosten.

Praxisbeispiel: Farbwechsel bei Blähton-Verpackungen

Ein eindrucksvolles Beispiel aus der Praxis unterstreicht den Nutzen klarer Spezifikationen eindrucksvoll: Vor einigen Jahren wechselte ein Unternehmen die Druckfarbe für Verpackungen von Blähtonprodukten. Obwohl die neue Druckfarbe zunächst Vorteile beim Verarbeitungsprozess zeigte, kam es bei Produkten, die im Freien gelagert wurden, zu unerwarteten und deutlichen Farbveränderungen. Dank einer präzisen Spezifikation konnte das Problem jedoch schnell identifiziert und gemeinsam mit dem Kunden eine pragmatische Lösung gefunden werden. Statt teurer Reklamationen oder der Vernichtung kompletter Chargen wurde die Ware mit einem Preisnachlass für Innenlagerung verkauft – eine klassische Win-win-Situation für beide Seiten. Ohne Verpackungsspezifikationen wäre eine solch schnelle und klare Lösung nahezu unmöglich gewesen.

Juristischer Schutz durch Spezifikationen

Doch Spezifikationen erfüllen nicht nur praktische Zwecke, sie bieten auch entscheidenden juristischen Schutz. Ein drastisches Beispiel verdeutlicht dies: Ein Hersteller von Babynahrung verwendete Verpackungen, die in einer Charge nicht den spezifizierten Anforderungen entsprachen, was zu gravierenden Produktausfällen führte. Zwar stellte sich letztendlich heraus, dass keine schwerwiegenden Folgen entstanden waren, dennoch wurden Qualitätsmanager persönlich belangt und sogar angeklagt. Dank der vorhandenen Spezifikation, die klar und eindeutig war, konnten die Verantwortlichen jedoch nachweisen, dass sie ihre Sorgfaltspflichten erfüllt hatten und kamen unbeschadet davon. Ohne diese Spezifikation wäre die persönliche Haftung womöglich dramatischer ausgefallen.

Spezifikationen als dynamisches Qualitätsinstrument

Ein weiterer Aspekt, der für die Verpackungsspezifikationen spricht, ist ihre Rolle als dynamisches Qualitätsinstrument. Wir behandeln Spezifikationen nicht als statische Dokumente, sondern überprüfen und passen sie regelmäßig an. Wenn sich Produktionsprozesse ändern, neue Rohstoffe hinzukommen oder neue regulatorische Vorgaben gelten, berücksichtigen wir das umgehend – so entwickeln und verbessern wir unsere Spezifikationen kontinuierlich.

Dabei spielt die Festlegung realistischer und ausreichend breiter Toleranzen eine wichtige Rolle. Eine gut gewählte Toleranzgrenze berücksichtigt reale Produktionsschwankungen, ohne die Qualität zu gefährden. Setzen wir die Toleranzen zu eng, erzeugen wir unnötig Ausschuss und treiben die Kosten in die Höhe, während zu weit gefasste Toleranzen die Produktsicherheit gefährden. Hier ist eine genaue Kenntnis der Produktionsprozesse unerlässlich, um wirtschaftlich und qualitativ sinnvolle Grenzen festzulegen.

Fazit und Ausblick

Zusammenfassend lässt sich also festhalten: Verpackungsspezifikationen sind kein lästiges Übel, sondern eine zentrale Grundlage erfolgreicher, nachhaltiger Geschäftsbeziehungen. Sie sichern nicht nur die Qualität, sondern schützen auch rechtlich und helfen, teure Streitigkeiten zu vermeiden. Wer Spezifikationen nicht nur als Pflichtübung, sondern als essenzielles Werkzeug der Qualitätssicherung begreift, steigert letztlich auch die Effizienz und Wirtschaftlichkeit seines Unternehmens.

Für alle, die eine Flexpack-Spezifikation erstellen möchten, bieten wir unsere kostenlose Flexpack-Spezifikationsvorlage an. In der Entwicklung solcher Verpackungsspezifikationen können Sie auf uns zählen. Senden Sie uns einfach eine E-Mail an Coaching@innoform.de mit dem Betreff Spezifikationsvorlage.

Fortbildungsangebote finden Sie hier: innoform-coaching.de/themen/folienpruefung-spezifikation-normen-co

Ihr Ansprechpartner in unserem Testservice rund um das Thema Spezifikationen ist Matthias Böhne: 0441 94986-11

9. März 2025
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-Folien Herunterladen
17. Februar 2025
Der Gelboflextest nach ASTM F 392

Innoform Testservice erhält häufig Anfragen zur Prüfung der mechanischen Festigkeit von flexiblen (Barriere-) Materialien. Diese Materialien spielen in vielen Anwendungen, von Lebensmittelverpackungen bis hin zu technischen Schutzfolien, eine entscheidende Rolle. Eine bewährte Methode zur Prüfung der mechanischen Festigkeit dieser Materialien ist der Gelboflextest nach ASTM F 392.
Dies betrifft insbesondere die Knitter- und Knickfestigkeit von Barrierematerialien wie Folien- oder Papierverbunden.

Was ist der Gelboflextest?

Der Gelboflextest simuliert die Belastungen, denen flexible Folien im Gebrauch ausgesetzt sind. Dabei wird eine Folienprobe röhrenförmig auf zwei Ringe gespannt und wiederholt Druck- und Quetschbewegungen ausgesetzt. Die Intensität und Häufigkeit dieser Bewegungen kann variiert werden, um verschiedene Anwendungsszenarien zu simulieren.
Bei der Durchführung der Prüfung wird zwischen zwei Hauptarten unterschieden, der vollständigen und der teilweisen Verdrehung.
Diese unterschiedlichen Methoden ermöglichen es, die spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungen genau zu simulieren.

Nach der Belastung: Prüfung der Proben

Nach der mechanischen Beanspruchung durch den Gelbflextest können die Folienproben auf zwei Arten weiter untersucht werden:

1. Optische Untersuchung auf Pinholes: Hierbei wird die Probe auf kleine Löcher oder Schwachstellen untersucht, die durch die mechanische Belastung entstanden sein könnten. Dies kann entweder mit Hilfe eines Leuchttisches oder einer speziellen Prüfflüssigkeit erfolgen. Diese Pinholes können die Barriereeigenschaften erheblich beeinträchtigen.
2. Permeationsprüfung: Bei dieser Methode wird die Barrierewirkung der beanspruchten Probe mit der einer unbehandelten Probe verglichen. Dies zeigt, wie stark die mechanische Belastung die Fähigkeit der Folie beeinflusst, Gase oder Wasserdampf zurückzuhalten.

Warum ist der Gelboflextest wichtig?

An flexible Materialien werden in der Praxis hohe Anforderungen gestellt. Der Gelbflextest bietet eine standardisierte Methode, um die mechanische Festigkeit dieser Materialien unter realitätsnahen Bedingungen zu bewerten. Damit können Hersteller und Anwender die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte sicherstellen.

Fazit

Innoform Testservice ist Ihr kompetenter Partner für die Prüfung der mechanischen Belastbarkeit von flexiblen Materialien. Mit dem Gelboflextest nach ASTM F 392 bieten wir Ihnen eine zuverlässige Methode, um die Festigkeit und Barriereeigenschaften Ihrer Materialien zu überprüfen und zu optimieren. Vertrauen Sie auf unsere Kompetenz und Erfahrung, um die Qualität Ihrer Produkte zu sichern.

Video Innoform Testservice

3. Juni 2024
Innoform bietet Web-Seminare in englischer Sprache an

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.

Basic knowledge on polymers

Film manufacturing processes – Influence on film properties

2. März 2023
Barrieremessungen

In diesem Teil unserer Reihe DID YOU KNOW zu Barrierefolien dreht sich alles um das Messen von Barriereeigenschaften. Wir erläutern die Einheiten g/cm³/m²xdxbar und cm³/m²xdxbar und ordnen diese in die Begriffe niedrige, mittlere, hohe und ultra hohe Barriere ein.

Wir sprechen über die Prüfverfahren vom Prinzip her und erläutern Stolpersteine für die Praxis. So klären wir über das auf, was zusätzlich zu der Prüfnorm unbedingt an Parametern beachtet werden muss, damit Werte vergleichbar sind. Hier spielen neben den beiden üblichen Prüftemperaturen 23°C (gemäßigt) und 38°C (tropisch) auch der Feuchtigkeitsgehalt – die relative Luftfeuchtigkeit – eine wesentliche Rolle. Und zwar muss diese auf der Prüf- und auf der Sensorseite beschrieben und identisch sein, damit eine Vergleichbarkeit gegeben ist.

Die anderen Teile zu DID YOU KNOW rund um das Thema Flexpackwissen von Innoform finden Sie hier auf Youtube. Abonnieren Sie gerne den Kanal oder schauen Sie einfach regelmäßig in unseren Newsletter.

Einen Inno-Talk gibt es auch zu diesem Thema. Registrieren Sie sich gerne kostenlos online. Oder stöbern Sie einfach einmal auf der neuen Web-Site vom Inno-Talk.

Und hier geht es direkt zur Playlist DID YOU KNOW – Folienwissen von Innoform.

Fragen und Kommentare sowie Anregungen senden Sie bitte an ks@innoform.eu.

23. Dezember 2021
Permeationsrate, Durchbruchzeit und Mechanismus der Barriere von Verpackungen

Permeation gliedert sich in 3 Schritte: Adsorption der Moleküle an der Oberfläche, Diffusion der Moleküle durch das Material und Desorption – das Entmischen der Moleküle und Lösen, z. B. im Füllgut. Wenn diese Schritte in einem konstanten, gleichförmigen Prozess ablaufen, lässt sich die Permeationsrate errechnen und messen. Zu diesen Grundlagen erörtert Karsten Schröder Details für alle, die sich mit Folienverpackungen und Barriere-Messungen sowie Barriere-Materialien befassen.

Erfahren Sie in diesem Video Hintergründe zum Mechanismus und zu den Verbesserungspotenzialen, um Barrierefolien dichter zu machen.

Einen praktischen Permeationsrechner finden Sie hier: https://www.innoform-testservice.de/permeationsrechner

Seminare zu diesem Themenbereich finden Sie hier: https://www.innoform-coaching.de/themen/grundlagen-verpackungsfolien

Weitere Folgen zu #didyouknow finden Sie auch auf Youtube

Kommentare und Rückfragen gern an ks@innoform.eu

30. Oktober 2021
Porosität, Permeation und Partialdruck
Einstieg in die Barrierefolien Teil 4

Did you know: Porosität und Permeation gehören nicht in eine Schublade und basieren auf völlig unterschiedlichen Mechanismen. So spricht man von Porosität für das Durchdringen und/oder Durchströmen von z. B. Gasen durch poröse Schichten, wie Defekte in Aluminiumfolien (Poren) oder auch Fehlstellen in anorganischen Barriereschichten wie SiOx und AlOx.

Bei Kunststoffen ohne Poren spricht man hingegen von Permeation, die als Diffusion in der Physik gut beschrieben ist. Diese Permeation, um die es hier gehen soll, hängt vor allem von diesen Faktoren ab:
- Temperatur
- Zeit
- Feuchte => Konditionierungszustand
- Material
  - Kristallinität
  - Dichte
  - Dicke
- Permeand (Gas)
- Partialdruck
Der Partialdruck ist der Druck, der einem Gas in einer Gasmischung zufällt. Bei Meeresniveau und 1013 mbar Luftdruck und 21 % Sauerstoff in der Luft entspricht das einem Partialdruck, der quasi die Haupttriebfeder für die Permeation darstellt, von 213 mbar.

Bei anderen Druckverhältnissen, Mischungen und mehr oder weniger Sauerstoff in der Verpackung steigt der Druck zum Gasaustausch oder er fällt. Wenn beispielsweise schon einiges an Sauerstoff in die Packung permeiert ist, verläuft die Permeation von außen nach innen immer langsamer.

Schaut man sich an, welche Schritte bei der Permeation im und an dem Material ablaufen, so sind das im Wesentlichen diese drei:
- Adsorption
- Diffusion
- Desorption
So muss sich erst das Gas an der Oberfläche lösen, dann durchdringen (diffundieren) und dann wieder entmischen aus dem Material in die andere Atmosphäre auf der Innenseite.

All das beschreibe ich mit einfachen Worten in dem aktuellen Did you Know Video – in der Reihe Flexpackwissen von Innoform.

Mehr Flexpackwissen gibt es auch unter www.inno-talk.de

Alle Did you Know Videos von Innoform findet ihr hier
11. Oktober 2021