23.05.2014

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DuPont + Reifenhäuser Kiefel: Neue, neunlagige Tiefziehfolie mit mittlerer Barrierewirkung

Eine neue neunlagige Tiefziehfolie mit mittlerer Barrierewirkung ist das Ergebnis der umfangreichen Zusammenarbeit von Reifenhäuser Kiefel Extrusion, Troisdorf, und DuPont zur Verbesserung der Effizienz, Leistung und Nachhaltigkeit von Folien­ver­pack­ungen. Ein Schlüssel zu einer Gewichtsreduzierung von den Angaben zufolge bis zu 20 Prozent und zu weiteren Eigenschafts­verbesser­ungen gegenüber herkömmlichen, siebenschichtigen PA-PE-Strukturen sei Reifenhäusers universelle "Evolution" Barriere-Blasfolien-Technologie für Elf- bzw. Neunschichtfolien. Der zweite Schlüssel sei ein neues "DuPont Surlyn" Siegelmedium mit hoher Steifigkeit. Dieses Spezial-Ionomer ermögliche das Siegeln bei niedrigeren Temperaturen und biete zugleich ein breites Verarbeitungsfenster. Weitere Vorteile seien eine sehr hohe Durchstoß- und Abriebfestigkeit sowie eine erhöhte Sperrwirkung gegen Fette. Damit sei die neue Folie eine erste Wahl für das Vakuumieren von Produkten mit harter und kantiger Struktur, wie gereifter Hartkäse, Fleisch mit Knochen oder geräucherter Speck.

Hohe Kosteneinsparungen für kurze Amortisationszeiten
Dank der hohen Steifigkeit dieses speziellen "Surlyn" Siegelmediums könne die Foliendicke ohne Verlust der Steifigkeit und der Dicke in den Ecken um bis zu 20 Prozent reduziert werden. Während die Dicke herkömmlicher Siebenschicht-Tiefziehfolien bei 240 µm liege, sei die neue neunlagige Folie lediglich 200 µm dick. Trotz dieser signifikanten Verringerung fühle sich die neue Folie genauso robust an wie die gegenwärtigen Strukturen. Dabei würden der höhere Glanz und die höhere Transparenz die Attraktivität der Ware im Verkaufsregal steigern.

Auch die Materialkosten der neuen, auf PA und "Surlyn" basierenden Struktur liegen den weiteren Angaben zufolge um rund 10 Prozent unter denen herkömmlicher Siebenschicht-PA-PE-Strukturen. Ein weiterer finanzieller Vorteil ergebe sich aus einer um bis zu 20 Prozent verminderten Ökosteuer auf Grund des niedrigeren Verpackungsgewichts. Und dank der herausragenden Siegeleigenschaften von "Surlyn", selbst durch flüssige oder pulverförmige Verunreinigungen hindurch, verringere sich die Ausschussrate auf dem gesamten Weg von der Herstellung bis zum Endverbraucher.

Unter Berücksichtigung aller genannten Einsparmöglichkeiten könne sich die erhöhte Investition für eine Neunschicht-Folienblasanlage in kurzer Zeit amortisieren, denn ein System mit neun Extrudern und den entsprechenden Mischern und Dosiersystemen sowie einem größeren Blaskopf sei nur 10 bis 15 Prozent teurer als eine Siebenschicht-Anlage. Allein auf Grund der um 10 Prozent niedrigeren Werkstoffstoffkosten sei der Break-even-Punkt bereits nach weniger als sechs Monaten erreichbar. Die höheren im Markt erzielbaren Preise für die verbesserte Folie könnten diesen Zeitraum noch weiter verkürzen.

Verbesserte optische, Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften
DuPont und Reifenhäuser haben die neue Neunschichtfolie, die mit einer "Evolution" Barriere-Blasfolienanlage von Reifenhäuser und mit "Surlyn" auf der Innenseite hergestellt wurde, im Labor geprüft. Anschließend wurden deren wichtigste optische, Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften mit den Eigenschaften einer Siebenschicht-Standardfolie mit PE-Siegelschicht verglichen. Beide Siegelmedien waren dabei mit einer PA-Schicht kombiniert.

In diesen Tests zeigte den weiteren Angaben nach die neue Neunschichtfolie einen um 10 Prozent höheren Glanz und eine um 13 Prozent höhere Transparenz. Auch ihr Tiefziehverhalten sei besser als das der herkömmlichen Folie. Dank des besonderen Spannungs-Dehnungs-Verhaltens des "Surlyn" Siegelmediums, das einen spezifischen chemischen Aufbau mit ionischen Vernetzungen aufweise, steige die Festigkeit der Folien im verstreckten Bereich an. Dieses so genannte ,strain hardening‘ bewirke, dass die Foliendicke in den Ecken der Tiefziehverpackungen weniger abnimmt als bei Verwendung von Siegelmedien, die auf PE basieren, welches in den verstreckten Bereichen an Festigkeit verliere. Im Ergebnis ergaben demnach beide Folienstrukturen die gleiche Dicke in den Ecken der Verpackung, obwohl die herkömmliche Siebenschicht-Struktur vor dem Tiefziehen um 20 Prozent dicker war als die neue Neunschichtfolie.

Ein weiterer Vorteil der "Surlyn" Siegelschicht mit ihrer reversibel teilvernetzten Molekülstruktur zeige sich bei punktuellen Belastungen. Diese treten auf, wenn beispielsweise Ecken und Kanten von vakuumiertem Hartkäse, Fleisch mit Knochen oder Räucherspeck gegen die Folie drücken. Kunststoffe mit zu geringer Härte würden dann eventuell ausweichen. Dadurch werde die Folie an diesen Stellen geschwächt, so dass dort mit der Zeit Mikroporositäten auftreten könnten. Dies gelte insbesondere für die oft als Hochleistungs-Siegelschichten verwendeten Polyethylen-Copolymere. Dem gegenüber widerstehen die deutlich härteren "Surlyn" Siegelmedien solchen Mechanismen. Im Ergebnis weise die neunlagige PA-"Surlyn"-Struktur eine um 10 Prozent höhere Durchstoßfestigkeit auf als die um 20 Prozent dickere siebenlagige PA-PE-basierte Folie, und dies selbst in den Ecken von Tiefziehverpackungen, die sonst ein bevorzugter Ort für Undichtigkeiten sind.

"Evolution Ultra Range" Extruder von Reifenhäuser Kiefel
Die "Evolution Ultra Range" Extruder von Reifenhäuser Kiefel sind auf die Herstellung komplexer Folienstrukturen ausgelegt. Sie bieten laut Anbieter eine besondere Flexibilität hinsichtlich der Auswahl und Verarbeitungsmenge von Hochleistungskunststoffen einschließlich Hochbarrieretypen, Haftvermittlern und Siegelmedien. Abhängig von der jeweiligen Folienstruktur ermöglichen sie demzufolge sowohl sehr hohe als auch sehr geringe Durchsätze bei niedrigen Schmelzetemperaturen. Die Möglichkeit zur Kombination von bis zu elf Schichten erlaubt die Herstellung von asymmetrisch aufgebauten Folien mit minimalem Curling. Ihre Blaskopftechnologie mit individueller Einstellung der Schmelzeverteilung ermögliche extreme Dickenreduzierungen. Die besonders niedrigen Dickentoleranzen der damit hergestellten Folien sollen für eine verbesserte Bedruckbarkeit sowie gleichbleibende Eigenschaften über die gesamte Fläche sorgen.

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