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Permeation

Permeation, Dichtheit, Barriereeigenschaften

Wir messen die Permeation von Sauerstoff, Wasserdampf und weiteren Gasen durch Folien, Papiere und komplette Verpackungen – präzise, normgerecht und unter variablen klimatischen Bedingungen. Dank unserer großen Messkapazität und unserer praxisnahen Spezialmessungen, z. B. an Komponenten wie Ventilen oder Verschlüssen, verfügen wir über einen breiten Erfahrungsschatz. Da eine dichte Verpackung die Voraussetzung für die Barriere-Messung ist, bieten wir auch Dichtheitsprüfungen an.

Optimale Permeations-Prüfbedingungen für Ihr Material

Wir messen die Permeation von Sauerstoff und Wasserdampf – aber auch von Stickstoff und Kohlendioxid – durch Folien, Laminate, beschichtete Papiere und Gewebe sowie komplette Verpackungen wie Behälter, Flaschen und Beutel. Geprüft wird stets normgerecht und unter genau den klimatischen Bedingungen, die für Ihren realen Anwendungsfall relevant sind.

Durch zahlreiche Spezialmessungen – etwa an Einschweißteilen, Öffnungshilfen, Laserperforationen und Ventilen – sowie Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss von Wärmebehandlung oder einfachem Knittern haben wir einen breiten Erfahrungsschatz aufgebaut. So entstehen länger haltbare Lebensmittel und qualitativ sicherere Verpackungen.

Permeations-Messgerät im Innoform-Prüflabor mit eingelegter Folienprobe in der Messzelle

Wie funktioniert Permeation eigentlich?

Die Permeation eines Gases durch ein Material läuft in drei aufeinanderfolgenden Schritten ab. Zusammen entscheiden sie, wie schnell ein Stoff – z. B. Sauerstoff – ein Verpackungsmaterial durchdringt und schließlich das Füllgut erreicht.

Schritt 1 der Permeation: Sauerstoffmoleküle adsorbieren an der Oberfläche einer Kunststofffolie

Schritt 1

Sorption

Das fremde Molekül – etwa Sauerstoff (O₂) oder Wasserdampf (H₂O) – trifft auf die Oberfläche des Verpackungsmaterials und wird dort adsorbiert. Wie viel Gas in dieser Phase aufgenommen wird, hängt vom Löslichkeitskoeffizienten S des Materials ab.

Schritt 2

Diffusion

Das Molekül wandert durch die Materialmatrix – also durch die Polymerstruktur der Folie. Wegstrecke und Geschwindigkeit dieses Vorgangs werden vom Diffusionskoeffizienten D bestimmt. Je dichter die Matrix, desto langsamer die Diffusion.

Schritt 2 der Permeation: Moleküle diffundieren durch die Polymermatrix einer Kunststofffolie
Schritt 3 der Permeation: Sauerstoffmoleküle werden auf der Innenseite der Folie freigesetzt und erreichen das Füllgut

Schritt 3

Desorption

Auf der Innenseite der Verpackung tritt das Molekül wieder aus dem Material aus und erreicht das Füllgut. Genau dieser Übergang ist es, der die Haltbarkeit eines Lebensmittels beeinflusst – und den wir messtechnisch erfassen.

P = D × S

Permeationskoeffizient = Diffusionskoeffizient × Löslichkeitskoeffizient

Mithilfe des Permeationskoeffizienten lassen sich präzise Aussagen zur Dichtheit einer Verpackung treffen.

Übliche Prüfungen und Parameter

Wir bestimmen den Permeationskoeffizienten für die unterschiedlichsten Stoffe – ob Sauerstoff, Wasserdampf, Stickstoff oder Kohlendioxid. Je nach Anwendungsfall und Lagerbedingung wählen wir Klima und Verfahren passend aus.

Sauerstoff-Permeation an Folien, Laminaten & Papieren

Für Folien, Laminate, beschichtete Papiere und Aluminium-Verbundfolien prüfen wir typischerweise unter folgenden Bedingungen:

Standard

23 °C / 50 % r. F.

Standardprüfung in normalem Raumklima.

Feucht

23 °C / 75 % r. F.

Für Verpackungen feuchtigkeitshaltiger Produkte.

Trocken

23 °C / 0 % r. F.

Für trockene Füllgüter, z. B. Pulver oder Granulate.

Sonderklima

Individuell

In Anlehnung an Ihre tatsächlichen Lager- oder Transportbedingungen.

OTR an fertigen Verpackungen, Beuteln, Flaschen & Formteilen

Die Sauerstoffdurchlässigkeit (OTR – oxygen transmission rate) einer fertigen Verpackung wird unter realistischen Lagerbedingungen ermittelt:

  • Raumlagerung: 23 °C / 50 % r. F.
  • Kühlschrank: 5 °C / 50 % r. F.
  • Tropenklima: 38 °C innen / 50 % r. F. innen / 85 % außen

Bei Kohlendioxid- und Stickstoff-Permeation kommt eine manometrische Methode zum Einsatz.

Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR)

Die WVTR (water vapour transmission rate) prüfen wir in zwei klar definierten Standardklimaten – passend zu europäischen oder tropischen Einsatzgebieten:

Europa-Standard

23 °C / 85 % r. F.

Standardbedingungen, wie sie typischerweise in Mitteleuropa herrschen.

Tropen-Standard

38 °C / 90 % r. F.

Belastungsbedingungen für Export- und Tropenmärkte.

Kostenloses Tool

Der Permeationsrechner von Innoform

Sie wollen schnell wissen, wie sich Ihr Folienaufbau auf Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere auswirkt? Geben Sie einfach Materialien und Schichtdicken nacheinander ein – und Sie erhalten sofort ein Überschlagsergebnis für die OTR und die WVTR, die beiden wichtigsten Kennwerte bei Lebensmittelverpackungen.

Bei Fragen oder Anregungen wenden Sie sich gern an unser Expertenteam.

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Ihr Ansprechpartner

Matthias Böhne

+49 441 94986-11
matthias.boehne@innoform.de

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