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Barrierefolien – Lösungen für zeitgerechte - polycomply.de

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Barrierefolien – Lösungen für zeitgerechte Verpackungen
Barrier films – Solutions for packaging in line with the times
SKZ-Fachtagung 2011 in Würzburg
Kurzfassungen / Abstracts
01) Oxygen scavenger – active Packaging in Folie und Tube im direkten
Lebensmittelkontakt
Oxygen scavenger – active packaging in film and tube in direct food contact
Torsten Clasen, ALBIS Plastic GmbH, Hamburg
Vorstellung des Unternehmens.
Was ist eine aktive Verpackung? (EU-Norm) Bei der aktiven Verpackung wird ein
Packstoff verwendet, der mit dem Gas in der Verpackung reagiert und die Haltbarkeit
des Lebensmittels verlängert. Diese neuen Technologien verändern kontinuierlich die
Gasumgebung und können mit der Oberfläche des Lebensmittels reagieren, indem
Gas aus dem Kopfraum der Verpackung entfernt oder hinzugefügt wird. Beispiele für
aktive Verpackungssysteme sind Desoxidation, Kohlendioxiderzeugung,
Wasserdampfentfernung, Ethylenentfernung und -freisetzung.
Warum Oxygen-Scavengers für Folien und Tuben? Reduzierung des
Sauerstoffgehaltes im Kopfraum. Verringerung des Effektes von Mikrolöchern.
Kompensiert OTR (oxygen transfer rate) -> Längere Haltbarkeit. SHELFPLUS O2 –
der Oxygen Scavenger für flexible Verpackungen (Folien, Tuben): Als Masterbatch
einfach zu verarbeiten. Eisenbasiert. Geeignet für den direkten Lebensmittelkontakt.
Benötigt Feuchte um aktiv zu sein. SHELFPLUS O2 2600 basiert auf PE-LD.
SHELFPLUS O2 3200 basiert auf PA 6. SHELFPLUS O2 5100 basiert auf EVA.
Mögliche Anwendung für SHELFPLUS O2. Beispiele.
(Deutsch, 14 Seiten) MIS 14518/01
Presentation of the company.
What is active packaging? (EU standard) A packaging material is used for active
packaging which reacts with the gas in the packaging and extends the shelf life of the
food. These new technologies continuously change the gas environment and can
react with the surface of the food by removing or adding gas from the head space.
Examples for active packaging systems are deoxidation, carbon dioxide generation,
water vapour removal, ethylene removal and release.
Why oxygen scavengers for films and tubes? Reduction of the oxygen content in the
head space. Decrease of the effect of micro holes. Compensates OTR (oxygen
transfer rate) -> Longer shelf life. SHELFPLUS O2 – the oxygen scavenger for
flexible packaging (films, tubes): As masterbatch easy to process. Iron-based.
Suitable for direct food contact. Needs moisture to be active. SHELFPLUS O2 is
based on PE-LD. SHELFPLUS O2 3200 is based on PA 6. SHELFPLUS O2 5100 is
based on EVA. Possible application for SHELFPLUS O2. Examples.
02) Stretching the Limits: Dünne Folie – Hohe Barriere?
Stretching the limits: Thin film – high barrier?
Dr. Stefan Seibel, Brückner, Siegsdorf
Profile of the Brückner Group.
Why stretching? Comparison CPP (cast PP) - OPP sequential (mechanical,
permeability, optical properties. The speaker presented and explained the Brückner
products: Film stretching lines. Casting unit. MDO Machine Direction Orienter. TDO
Transversal Direction Orienter. Final jumbo roll 8.7 m. Stretching modes and polymers.
Multilayer film for barrier. Multilayer extrusion 7-layer. Highly flexible multi layer
extrusion system. Transparent and opac high barrier films. 5-layer 26 µm metallised
ultra high barrier (UHB). BOPP films -> Highlights and applications. Comparison of
different BOPP barrier film systems.
(English, 14 pages) MIS 114518/02
Vorstellung des Unternehmens.
Warum Strecken? Vergleich CPP - OPP -> mechanische -, Durchlässigkeits- und
optische Eigenschaften. Der Vortragende präsentierte und erklärte die Produkte seines
Unternehmens: Folien-Streckanlagen. Anlagen für unverstreckte Folien. MDO (Machine
Direction Orienter). TDO (Transversal Direction Orienter). 8,7 m breite Jumborollen,
Mehrschicht-Barrierefolien, Extrusion von 7-schichtigen Folien, flexible
Mehrschichtfolien, transparente und opake Folien mit hoher Barrierewirkung, BOPPFolien und ihre Anwendungen. Vergleich verschiedener BOPP-Barrier-Foliensysteme.
03) Biopolymere als neue Barriereschichten zur Anwendung in
Lebensmittelverpackungen
Biopolymers as new barrier layers for the application in food packaging
Markus Schmid, Fraunhofer IVV, Freising
Die Industrie versucht durch Materialreduktion und/oder -Substitution
umweltfreundlichere und damit nachhaltige Verpackungen zu produzieren. Wichtig. All
dies leistet aber nur dann einen Beitrag zur Nachhaltigkeit, wenn sichergestellt ist, dass
der Schutz des Füllgutes gewährleistet ist. Denn ein Produktverlust, der durch
ungeeignete Packstoffe entsteht, führt zu einer höheren CO2-Emission als durch
Materialeinsparungen kompensiert werden könnte. Der ausreichend Produktschutz
steht also bei allen nachhaltigen Verpackungskonzepten im Vordergrund.
Möglichkeiten, die Nachhaltigkeit von Verpackungssystemen zu verbessern:
Optimierung der Packstoffeigenschaften – Materialsubstitution. Es werden oft
petrochemisch basierte und nicht biologisch abbaubare Materialien durch Biopolymere
ersetzt, deren Barriereeigenschaften aber noch stark eingeschränkt sind.
Forschungsprojekte behandeln daher das Thema Verbesserung dieser
Barriereeigenschaften. Der Vortragende beschrieb einige dieser Forschungsaktivitäten:
Proteinbasierte Barriereschichten für Thermoformprozesse. Barriereoptimierung durch
nanoskalige Oberflächenfunktionalisierung. Anwendungsbeispiele.
(Deutsch, 2 Seiten) MIS 14518/03
The industry is trying to produce environmentally friendlier and thus more sustainable
packaging by reducing or substituting material. Important. All this is only contributing to
sustainability when it is ensured that the content is protected. A product loss due to
inadequate packaging materials results in a higher CO2 emission than can be
compensated through material saving. Sufficient product protection thus has priority in
all sustainable packaging concepts. Possibilities to improve the sustainability of
packaging systems: Optimization of packaging material properties – Material
substitution. Often, petrochemical and non-biodegradable materials are replaced with
biopolymers whose barrier properties are still much restricted. Research projects are
therefore dealing with improving these barrier properties. The lecturer described a few
of these research activities: Protein-based barrier layers for thermoforming processes.
Barrier optimization through nano-scale surface functionalization. Application examples.
04) Biopolymere als neue Barriereschichten zur Anwendung in
Lebensmittelverpackungen
Biopolymers as new barrier layers for the application in food packaging
Markus Schmid et al., Fraunhofer IVV, Freising
Vorstellung des Fraunhofer IVV Freising.
Anforderungen an Lebensmittelverpackungen. Nachhaltigkeit bei Packstoffen: Schutz
des Füllgutes. Materialreduktion und Materialsubstitution, nur, wenn der Schutz des
Füllgutes gewährleistet ist. Die 6 Rs, die zur Nachhaltigkeit von Verpackungen
beitragen: Remove – Reduce – Renew – Recycle – Reuse – Repair. Biopolymere in
Papier- und Folienanwendungen -> EU-Projekt mit dem Ziel, innovative,
ökoeffiziente, flexible Packstoffe mit geringer Permeabilität aus nachwachsenden
Rohstoffen zu entwickeln.
Forschungsaufgaben IVV: Grundlagenforschung im Bereich der Oberflächenhydrophobisierung von hydrophilen Substraten durch nachwachsende Rohstoffe ->
Chemical Grafting. Weiterentwicklung des Vakuumbedampfungsprozesses mit Al,
SiOx und Al2O3, um die Wasserdampf- und Sauerstoffbarriere des vorbeschichteten
Papiers zu verbessern. Entwicklung antimikrobieller Beschichtungsformulierungen
z.B. Zusatz von Benzoesäure oder Sorbinsäure, zum Schutz vor mikrobiellem
Verderb. Entwicklung von Molkeprotein-beschichteten Kunststofffolien, um teure
Beschichtungen zu ersparen und die Rezyklierbarkeit und die Barriereeigenschaften
zu verbessern. Proteinbasierte Barriereschichten für den Thermoformprozess.
Detaillierte Beschreibung dieser IVV Forschungsprojekte.
(Deutsch, 26 Seiten) MIS 14518/04
Presentation of the Fraunhofer IVV Freising. Sustainability in packaging materials:
Protection of the content. Material reduction and material substitution only when
protection of content is ensured. The 6 Rs contributing to the sustainability of
packaging: Remove – Reduce – Renew – Recycle – Reuse – Repair. Biopolymers in
paper and film applications -> EU project with the aim to develop innovative, ecoefficient, flexible packaging materials with low permeability made of regenerative raw
materials.
Research projects IVV: Basic research in the field of surface hydrophobization of
hydrophilic substrates through regenerative raw materials -> Chemical grafting.
Further development of the vacuum deposition process with Al, SiOx and Al2O3 in
order to improve the water vapour and oxygen barrier of the pre-coated paper.
Development of anti-microbial coating formulations e.g. addition of benzoic acid or
sorbic acid to protect against microbial deterioration. Development of whey protein
coating plastic films in order to avoid expensive coatings and to improve recyclability
and barrier properties. Protein-based barrier layers for the thermoforming process.
Detailed description of these IVV research projects.
05) Der Thermoformprozess und seine Herausforderungen für
Barriereschichten
The thermoforming process and its challenges for barrier layers
Dr. Manfred Reichert, Innoform, Remshalden
Der Thermoformprozess erfolgt in zwei Schritten: Erwärmung der Folie (KontaktHeizplatten, IR-Strahlung) und der eigentliche Thermoformprozess, der auf
verschiedene Weise möglich ist: Vakuum- oder Druckluftformung. Negativ- oder
Positivformung, mit oder ohne Vorstreckung. Zum Thermoformprozess gehört auch der
anschließende Kühlprozess des fertig geformten Behältnisses dazu. Am weitesten
verbreitet: Negativformprozess mit Druckluft und mechanischer Vorstreckung.
Der Thermoformprozess sieht auf den ersten Blick relativ einfach aus. Tatsächlich ist
aber die bestmögliche Einstellung vieler sich gegenseitig beeinflussender Parameter
notwendig: Vorstreckstempel (Material, Form, Temperatur, Geschwindigkeit der
Stempelbewegung, Stempelweg). Formluft (Startzeitpunkt, Geschwindigkeit des
Formluftaufbaues, Höhe des Formluftdruckes, Anliegedauer der Formluft). Der
Vortragende ging detailliert auf die Möglichkeit zur Prozessverbesserung und den
Stress der Folie ein, gab Verpackungsbeispiele und skizzierte einige Trends ->
Biowerkstoffe sind im Kommen -> Biopolymere PHA, PLA und sogenanntes GRÜNES
PE auf Basis von Zuckerohr.
(Deutsch, 26 Seiten) MIS 14518/05
The thermoforming process takes place in two steps: Warming of the film (contact
heating plates, IR radiation) and the actual thermoforming process which is possible in
various ways: Vacuum or pressurized air forming. Negative or positive forming, with or
without pre-stretching. The thermoforming process also includes the subsequent
cooling process with pressurized air and mechanical pre-stretching.
At first glance, the thermoforming process looks quite simple. But in fact, the best
possible alignment of many mutually influencing parameters is necessary: Pre-stretch
plug (material, form, temperature, speed of plug movement, plug path). Moulding air
(starting time, speed of moulding air build-up, amount of moulding air pressure, resident
time of moulding air). The lecturer dealt in detail with the option of process improvement
and the stress of the film, presented packaging examples and outlined a few trends ->
Biomaterials are picking up pace -> Biopolymers PHA, PLA and so-called GREEN PE
on the basis or sugar cane.
06) EVAL™ EVOH resins in thermoforming applications from wet to dry food
packaging
EVAL™ EVOH-Kunststoffe in Thermoformanwendungen für feuchte und
trockene Lebensmittel
Ing. Didier Houssier, EVAL Europe NV, B-Zwijndrecht
Company introduction.
EVAL resins for thermoforming: Co-polymers - Thermoforming grades. EVAL™ grades:
A copolymer combining ethylene and vinyl alcohol (EVAL T, J and SP). It offers
consistent barrier in any thermoforming conditions. Transparency, secure forming ->
EVAL SP. EVOH in thermoforming applications: Fresh meat, cheese, processed meat,
sliced cheese, pastry, pasta, coffee, tea leafs... To assure proper shelf life and assure
freshness of foodstuffs.
(English, 14 pages) MIS 14518/06
Vorstellung des Unternehmens.
EVAL Kunststoffe für das Thermoformen: Copolymere, EVAL™-Typen: Copolymere,
die Ethylen und Vinylalkohol kombinieren (EVAL T, J und SP). Sie bieten
gleichbleibende Barriereeigenschaften unter den verschiedenen
Thermoformbedingungen. Transparenz, sichere Formung -> EVASL SP. EVOH
Tiefziehanwendungen: Frischfleisch, Käse, verarbeitete Fleischwaren, geschnittener
Käse, Pastete, Pasta, Kaffee, Tee... Es sichert die Haltbarkeit und Frische der
Lebensmittel.
07) Barrierefolien sicher und dicht verschweißen mit der Kombination von
Ultraschall-und Impuls-Siegelung
Heat-sealing barrier films safely and tightly with the combination of
ultrasonic and impulse sealing
Dipl.-Ing. Hartmut Möglich, Telsonic AG, CH-Bronschhofen
Vorstellung des Unternehmens.
Ultraschallsiegeln ist eine effiziente Technologie: Hohes Energieeinsparpotential –
Materialeinsparpotential – Höhere Maschinenverfügbarkeit (sofortige
Systembereitschaft, Wegfall von Aufheiz- und Abkühlphase der Werkzeuge, geringer
Wartungs- und Reinigungsaufwand). Qulitätsmodule überwachen und dokumentieren
jede Schweißung im Prozess. Wichtig: die Folienkonstruktion muss den höheren
mechanischen Anforderungen des Schweißprozesses standhalten. Der Vortragende
ging im Detail auf die Vorteile und die Grenzen des Ultraschallsiegelns beim Einsatz
von Barrierefolien ein. Durch Schweißen mehrerer Lagen und bei Siegelschichten mit
hohem Schmelzpunkt sind hohe Schweißkräfte nötig. Dies führt zu
Grenzflächenreibung im Zentrum des Folienpaketes. Die kontrollierte Zufuhr von
Wärme bewirkt im Prozess u.a. eine symmetrische Erwärmung der Folien,
gleichmäßigere, symmetrischere Dickenreduktion der Siegelschichten. Impulssiegeln
mit Cirus-Heizelementen. Vorteile: Wartungsfrei, langlebig, formunabhängig, keine
beweglichen Teile.
(Deutsch, 18 Seiten) MIS 14518/07
Presentation of the company.
Ultrasonic sealing is an efficient technology: High energy saving potential – Material
saving potential – Higher machine availability (instant system availability, no heating
and cooling phases of tools, less maintenance and cleaning). Quality modules
monitor and document each welding in the process. Important: The film construction
has to withstand the higher mechanical demands of the welding process. The lecturer
dealt in detail with the advantages and limits of ultrasonic sealing in the use of barrier
films. Sealing of several layers and sealing layers with a high melting point require
high welding forces. This leads to interfacial friction in the centre of the film package.
The controlled feed of heat brings about a symmetric heating of the film, more even
and symmetrical thickness reduction of the sealing layers. Impulse sealing with Cirus
heating elements. Advantages: Maintenance-free, durable, form-independent, no
moving parts.
08) Retort Process Optimisation 'OTTA'
Prozessoptimierung "OTTA"
Dipl.-Ing. Till Isensee, Tilisco, Hatten und
Alain Fournial, Axitherm, F-La Flèche
Tilisco at a glance.
OTTA = Optimisation of ThermoTransfer in Autoclave. Deflection 100% under control.
OTTA advantages: Cost savings, productivity increase, product quality improvement.
Overview: Varieties of applications: Autoclave packaging (cans, Doypack, jars, plastic
trays, barrier packaging and pouches). Babyfood, dairy products, fish, ready meals,
soup, vegetables, meat. OTTA principle: Complete line check. Launch measurement.
Autoclave retort profile.
(English, 6 pages) MIS 14518/08
Vorstellung von Tilisco.
OTTA = Optimisation of ThermoTransfer in Autoclave, Optimierung des
Wärmetransfers im Autoklaven. Deflektion 100%ig unter Kontrolle. Vorteile von OTTA:
Kostensparend, Produktivitätssteigerung, Verbesserung der Produktqualität. Überblick
über die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten – Autoklaven-Verpackungen
(Dosen, Doypack, Gläser, Kunststofftabletts, Barriere-Verpackungen, Beutel).
Kindernahrung, Molkereiprodukte, Fisch, Fertigmenues, Suppen, Gemüse, Fleisch. Das
OTTA-Prinzip: Komplette Leistungsprüfung. Messung der Marktfähigkeit. AutoklavenRetortenprofil.
09) Schnelltestmethode zur Ermittlung der Gasdurchlässigkeit von
Barrierefolien
Rapid test method to determine the gas permeability of barrier films
Dipl.-Ing. Julia Botos, SKZ, Würzburg
Die Messung der Permeationseigenschaften z.B. nach DIN 53380-2 kann mehrere
Stunden dauern. Ein Schnelltestverfahren wurde entwickelt, bei dem die
Durchlässigkeitsprüfung mit Helium und einem gekoppelten Massenspektrometer
erfolgt. Vorteil des Helium-Schnelltests gegenüber Permeationsmessungen wie z.B. O2
oder CO2 liegt in der signifikant kürzeren Messzeit, d.h. wenige Minuten. Diese
Schnelltestmethode wird bei Mono- und Verbundfolien eingesetzt. Sie kann auch in der
beschleunigten Qualitätssicherung, Prozess- und Produktentwicklung eingesetzt
werden.
(Deutsch, 2 Seiten) MIS14518/09
The measurement of the permeation properties for example according to DIN 53380-2
can last several hours. A rapid test process has been developed in which the
permeability test is made with helium and a coupled mass spectrometer. Advantage of
this helium rapid test compared to permeation measurements such as O2 or CO2 is the
significantly shorter measurement time which is only a few minutes. This rapid test
method is used with mono and composite films. It can also be used in the accelerated
quality assurance, process and product development.
10) Schnelltestmethode zur Ermittlung der Gasdurchlässigkeit von
Barrierefolien
Rapid test method to determine the gas permeability of barrier films
Dipl.-Ing. Julia Botos, SKZ, Würzburg
Problemstellung und Zielsetzung: Entwicklung eines beschleunigten Prüfverfahrens
zur Permeationsmessung (Schnelltest) atline. Grundlagen der
Permeationsmesstechnik -> Elementare Permeationsschritte: Adsorption,
Absorption, Diffusion, Desorption, Bestimmung der Gasdurchlässigkeit nach DIN
53380-2. Manometrisches Verfahren. Konzept der Heliumschnellmethode: Das
Permeationsmessgerät und der Ablauf der Schnellmethode. Einsatzmöglichkeiten
zur beschleunigen Material-, Prozessentwicklung und Qualitätssicherung. Darstellung
der Versuchsdurchführung. Vorhersage des Permeationskoeffizienten. Einfluss der
Prozessparameter und der Füllstoffe. Korrelation mit Standardmessverfahren.
Vorteile: Deutlich kürzere Messzeiten – Schnelle Rückmeldung über die
Permeationseigenschaften. Qualitätssicherung. Reduzierung der Ausschussmengen.
Grenzen der Methode.
(Deutsch, 18 Seiten) MIS 14518/10
Problem and target: Development of an accelerated test method for the permeation
measurement (rapid test) atline. Basics of permeation measurement technology ->
Elementary permeation steps: Adsoprtion, absorption, diffusion, desorption,
determination of gas permeability according to DIN 53380-2. Manometric process.
Concept of helium rapid method: The permeation measuring device and the process
of the rapid method. Application options for the accelerated material and process
development and quality assurance. Presentation of the test arrangement. Forecast
of the permeation coefficient. Influence of process parameters and fillers. Correlation
with standard measurement methods. Advantages: Clearly shorter measurement
times – Faster feedback about permeation properties. Quality assurance. Reduction
of reject volume. Limits of the method.
11) Schnelltestmethode zur Ermittlung der Gasdurchlässigkeit von
Barrierefolien
Rapid test method to determine the gas permeability of barrier films
Dipl.-Ing. Julia Botos, SKZ, Würzburg
Permeationsmessungen an Folien zur Qualitätssicherung. Bei Nutzung von Helium
statt anderer Gase wie Sauerstoff oder Kohlendioxid, verkürzt sich die Zeit der
Permeationsmessung an Folien erheblich -> Helium-Schnelltestmethode zur
Vorhersage der Durchlässigkeit von Gasen oder als produktionsbegleitende
Überwachung der Folienqualität.
Je nach Materialkombination liegt die Messzeit bei Monofolien bei einigen Minuten
und ist damit um rund zwei Größenordnungen kleiner als bei
Sauerstoffdurchlässigkeitsmessungen nach Standardverfahren. Bei dieser
Schnelltestmethode zur Vorhersage für die Durchlässigkeit von Gasen wie O2 oder
CO2 müssen einige Randbedingungen berücksichtigt werden. Sehr gut geeignet ist
diese Schnelltestmethode zur produktionsbegleitenden Überwachung der
Folienqualität, wobei vorher definierte Qualitätsgrenzen festgelegt werden müssen.
Durch den Schnelltest können mögliche Defizite in der Gasdurchlässigkeit frühzeitig
erkannt und damit Ausschussmengen reduziert werden.
(Deutsch, 6 Seiten) MIS 14518/11
Permeation measurements with films for quality assurance. The use of helium
instead of other gases such as oxygen or carbon dioxide considerably shortens the
time of the permeation measurements -> Helium rapid test method for the prediction
of the permeability of gases or as production-accompanying surveillance of the film
quality.
Depending on the material combination, the measurement period with monofilms is a
few minutes and thus about two orders of magnitude lower than the standard oxygen
permeability measurement. A few conditions have to be taken into account in this
rapid test method for the prediction of the permeability of gases such as O2 or CO2.
This rapid test method is very well suited for production-accompanying surveillance
of the film quality; quality limits have to be defined in advance. With the rapid test,
possible deficits in the gas permeability can be early recognized and the rejects
volume can thus be reduced.
12) BOPP und BOPLA basierte Barrierefolien
BOPP and BOPLA based barrier films
Dr.-Ing. Ulrich Reiners, EXTENDO GmbH, Kempten
Vorstellung des Unternehmens.
Gestreckte Barrierefolien, Sauerstoffbarrieren im Vergleich. BOPP-Folien mit coex
Barriere: Verarbeitbar wie Standard-BOPP, hoch transparent, robust. Die EXTENDO
coextrudierten Barrierefolien sind einfach zu verarbeiten. Folien mit Barrieren in einer
gestreckten Trägerschicht: Die Siegelschicht ist frei von störenden, das Siegeln
beeinflussenden, Schichten – Die Siegelschichten können dünner ausgeführt werden
– Die Streckung erhöht die Barriere – Kostenvorteile. Aber: Coextrusion, EVOH, PP
und Streckung sind schwierig umzusetzen. BOPP-Barrierefolien im Verbund,
Anwendungsbeispiele. Vorextrudierte Barriere vs. beschichtete Barriere. BOPP
beschichtete Barriere vs. BOPLA (biaxialorientierte Polymilchsäure) beschichtete
Barriere. BOPLA-Folien haben eine NATIVIA™ Basisfolie.
(Deutsch, 10 Seiten) MIS 14518/12
Presentation of the company.
Stretched barrier films, oxygen barriers in comparison. BOPP films with coex barrier:
Processable as standard BOPP, highly transparent, robust. The EXTENDO
coextruded barrier films are easy to process. Films with barriers in a stretched
backing layer: The sealing layer is free of disturbing layers influencing the sealing –
The sealing layers can be thinner – The stretching increases the barrier – Cost
advantages. But: Coextrusion, EVOH, PP and stretching are difficult to realize. BOPP
barrier films in the compound. Application examples. Pre-extruded barrier vs. coated
barrier. BOPP coated barrier vs. BOPLA (biaxially oriented polylactic acid) coated
barrier. BOPLA films have a NATIVIA™ basis film.
13) Plasmagestützte Barrierebeschichtung von flexiblen Kunststoffsubstraten
Plasma-supported barrier coating of flexible plastic substrates
Dipl.-Ing. Karim Bahroun et al., IKV, Aachen
Die verschiedenen Folien weisen sehr große Schwankungsbreiten für die
Durchlässigkeit von Gasen und Dämpfen auf. Die Durchlässigkeit ist auch stark von
den Verarbeitungsbedingungen und den Wechselwirkungen zwischen Polymer und den
permeierenden Substanzen abhängig. Ein ökologisch und ökonomisch vorteilhaftes
Verfahren ist die plasmagestützte Beschichtung von Kunststofffolien.
Plasma wird als der vierte Aggregatzustand der Materie bezeichnet. In Plasmen liegt
ein Gemisch von meist positiv geladenen Ionen, Elektronen und Neutralteilchen vor.
Niederdruckplasmen, Atmosphärendruckplasmen. Den Möglichkeiten der
Verfahrensvarianten sind fast keine Grenzen gesetzt und eine Lösung, die für alle
Anwendungen geeignet ist, gibt es bisher noch nicht. Jedes der in diesem Vortrag
vorgestellten Barrieresysteme hat Vor- und Nachteile. Im Vakuumbeschichtungsbereich
und bei der Inline-Beschichtung unter Atmospärendruck sind große Fortschritte zu
beobachten.
(Deutsch, 22 Seiten) MSI 14518/13
The different films have a large variation range for the permeability of gases and
vapours. The permeability also strongly depends on the processing conditions and the
interactions between polymer and the permeating substances. An ecologically and
economically favourable process is the plasma-supported coating of plastic films.
Plasma is described as the fourth state of aggregation of matter. Plasmas are a mixture
of mostly positively charged ions, electrons and neutral parts. Low-pressure plasmas,
atmospheric pressure plasmas. There are hardly any limits to possible process variants
and there is so far no solution which is suitable for all applications. Each barrier system
presented in this lecture has advantages and disadvantages. Great progress can be
seen in the vacuum coating area and the inline coating under atmospheric pressure.
14) 3D-Barriere-Beschichtungen für Behälter und Verschlüsse
3D barrier coating for containers and closures
Dipl.-Ing. Helmut Spaeter, Cavonic GmbH, Stockach
Durch 3D-Barriere-Beschichtung: Verbesserte Barriere – Bessere Vorratshaltung und
Abfüllung – Nachhaltigkeit durch: Vielfalt an Trägerwerkstoffen, weniger
Rohmaterialeinsatz, wiederverwertbar, kompostierbar. Die Verpackung wird in jeder
Hinsicht funktionsfähiger und erfüllt die Ansprüche bezüglich Barriereeigenschaften.
Beispiele: Plasmax PET-Barriereflaschen, Behälter, Verschlüsse... Behälter mit
Cavonic -Beschichtung: Vorteile -> Sehr hoher Output möglich, flexible
Behälterdesigns und Basismaterialien, Standardwerkzeuge und -maschinen,
sterilisierbar ohne "Retort Shock". Nachteile: Zusätzlicher Prozessschritt,
herausfordernde Qualitätskontrolle. Cavonic Plasma-Beschichtung ist die neueste
Innovation: Sehr gute Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere, UV-Barriere möglich,
keine chemische Migration, einfach zu recyceln.
(Deutsch, 22 Seiten) MIS 14518/14
Due to 3D barrier coating: Improved barrier – Better storage and filling –
Sustainability through: Variety of backing material, less use of raw material, reusable,
compostable. Packaging becomes more functional in all respects and fulfils the
demands with regard to barrier properties. Examples: Plasmax PET barrier bottles,
containers, closures... Containers with Cavonic coating: Advantages -> Very high
output possible, flexible container designs and basis materials, standard tools and
machines, sterilizable without 'retort shock'. Disadvantages: Additional process step,
challenging quality control. Cavonic plasma coating is the latest innovation: Very
good oxygen and water vapour barrier, UV barrier possible, no chemical migration,
easy to recycle.
15) Methode zur Auswahl von Barrierematerialien am Beispiel von
funktionellen Barrieren gegen Mineralölmigration in verpackte
Lebensmittel
Method for the selection of barrier materials – Example functional barriers
against mineral oil migration in packed food
Dipl.-Ing. Heiko Diehl, BASF SE, Ludwigshafen
Das Verpacken von Lebensmitteln in Verpackungen mit funktionierenden Barrieren ist
ein wesentlicher Beitrag zur Nachhaltigkeit. Der Inhaltsschutz ist ein Markttreiber in der
Verpackungsindustrie. Graphik: Barrierematerialien für flexible Verpackungen und
Anforderungen, die an die Barrierematerialien gestellt werden: Barrierefunktion gegen
die Permeation von Gasen, gegen die Einwirkung von Strahlen, gegen das Eindringen
von Schadstoffen wie Weichmacher, Druckfarbenreste, Mineralölreste, POSH, NIAS.
Konzept einer funktionellen Barriere, Störungen und Einflussfaktoren auf die
Barrierewirkung. Anforderungen an das Barrierematerial: Störungsfreie Barriereschicht
– Glastemperatur der Barriere -> Lagertemperatur des Lebensmittels – Hoher Grad der
Kristalllinität des Barrierematerials – Polarität der Barriere -> Polarität der migrierenden
Substanz. Mechanismus der Mineralölmigration durch die Gasphase.
Mineralölmigrationstest und Ergebnisse. Fazit. Für Lebensmittelverpackungen sind
Barriererohstoffe für Beschichtungen gegen die Migration von Mineralölrückständen
verfügbar.
(Deutsch, 16 Seiten) MIS 14518/15
The packing of food into packaging with functioning barriers is an essential
contribution to sustainability. The protection of the content is a market driver in the
packaging industry. Graph: Barrier materials for flexible packaging and requirements
made on barrier materials: Barrier function against the permeation of gases, against
the effect of radiation, against the penetration of harmful substances such as
plasticizers, printing ink residues, mineral oil residues, POSH, NIAS. Concept of a
functional barrier, impairments and influential factors on the barrier effect.
Requriements on the barrier material: Failure-free barrier layer – Glass transition
temperature of the barrier -> Storage temperature of the food – High degree of
crystallinity of the barrier material – Polarity of the barrier -> Polarity of the migrating
substance. Mechanism of mineral oil migration through the gaseous phase. Mineral oil
migration test and results. Conclusion. Barrier raw materials for coatings against the
migration of mineral oil residues are available for food packaging.
16) Modified Atmosphere Packaging – warum funktioniert es nicht?
Modified atmosphere packaging – why doesn't it work?
Dr. Felix Lippert, Hort Kinetix, Sinzig
Bei der Herstellung produktgerechter Obst- und Gemüseverpackungen auf Basis der
MAP-Technologie, stößt man bei der Berechenbarkeit der relevanten Einflussgrößen
an Grenzen. Gut zu berechnen sind die Folieneigenschaften. Schlecht die
Produkteigenschaften und die Lagertemperaturen. Daraus ergeben sich folgende
Optionen: Die Erstellung produktgerechter Obst- und Gemüseverpackungen kann
nur mit variablen Folieneigenschaften erfolgen. Dies ist über die Mikroperforation
erreichbar. Voraussetzung ist eine vorangestellte Respirationsmessung, Einstellung
der Perforationsdichte und die Perforation im Verpackungsprozess. Viele Beispiele.
(Deutsch, 16 Seiten) MIS 14518/16
In the production of product-compatible fruit and vegetable packaging based on MAP
technology there are limits in calculability of the relevant influential factors. Well to
calculate are the film properties, poor the product properties and storage
temperatures. The following options result: The production of product-compatible fruit
and vegetable packaging can only work with variable film properties. This can be
achieved by means of micro-perforation. Prerequisite is a prior respiration
measurement, adjustment of the perforation density and the perforation in the
packaging process. Many examples.
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