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Barriere-VerpackungenBarrieren für Pharma und Food

Glas und Metall sicher und wirtschaftlich substituieren
Barriere-Verpackungen: Barrieren für Pharma und Food
Nach wie vor werden, wenn ausgeprägte Barriereeigenschaften gefragt sind, Glas und Metalle eingesetzt. Mit dem richtigen Konzept lassen sich diese Werkstoffe aber sehr vorteilhaft ersetzen.

Kunststoffe beherrschen den Verpackungsmarkt. Wenn es jedoch auf spezielle Barriereeigenschaften und eine hohes Sicherheitsniveau ankommt, wird nach wie vor gern auf Glas und Metall zurückgegriffen. Im Vergleich zu diesen konventionellen Barriereverpackungen stecke die Anwendung von Kunststoffen in solchen Anwendungen, beispielsweise für den Pharmabereich noch in den Kinderschuhen, erklärt der Ausrüster Waldorf Technik.

Bei genauerem Hinsehen ergeben sich deutliche Vorteile bei der richtigen Werkstoffauswahl und entsprechenden Produktionstechniken: Die Spritzgießtechnik ermögliche eine Vielzahl attraktiver Verpackungsvarianten, maßgeschneidert für jeden Artikel. Attraktives Design, geringes Gewicht und größerer Produktschutz sind die Argumente. Der Gewichtsvorteil und die Stapelbarkeit der Verpackung ergeben außerdem überragende logistische Vorteile.

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In einem siebenjährigen Forschungsprojekt hat das Unternehmen nach eigenen Angaben drei neue Verpackungslösungen für feste und halbfeste Barriereverpackungen entwickelt. Zuverlässigkeit, Präzision, Qualität, hohe Geschwindigkeit bei der Großserienproduktion, Leistungsfähigkeit und Nutzung umweltfreundlicher Produktionsmethoden waren demnach die Leitkriterien. Zudem stand die Wirtschaftlichkeit im Fokus.

Eine der Varianten ist das Inmould Labeling (IML), die sich bereits in einer Vielzahl von Varianten bewährt hat, vor allem für mittlere Serien, beispielsweise bei Umwicklung und Unterseitenetikett-Verpackungsoptionen, mit Überdeckung aller Etikettennähte. Das Barriere-Etikett besteht entweder aus einer dünnen Mehrschichtstruktur mit EVOH, einer SIOx-beschichteten Barrierefolie oder einer Aluminiumfolie. Alle drei Ausführungen bieten eine sterilisierfähige Verpackungslösung. Hermetische Dichtheit schützt vor wechselseitiger Sauerstoff- oder Wasserdampfmigration. Bisher bieten ein maximal 8-Kavitäten- oder 2 mal 6-Kavitäten-Herstellungsprozess attraktive Dekorierungs- und Lösungskonzepte in einer Vielzahl von Designs.

2K-Spritzgießen mit sicherer Barriereschicht

Dieses für große Serien geeignete Verfahren ist ein direkter Wettbewerber für Glas- und Metallbehälter. Hier bietet das 2K Spritzgießen mit einer sterilisierfähigen, dünnen Dreischichtstruktur (PP-EVOH-PP) einschließlich Haftvermittler, einen wiederholbaren Prozess ohne Einfluss auf Zykluszeiten, ideal für Barriere-Applikationen mit hohen Werkzeugbelegungen wie 32- oder 64-Kavitäten-Formen. Diese Methode ist schon seit einigen Jahren bekannt, doch es gab bisher keine Prüfmöglichkeit zum Nachweis, dass die EVOH-Barriereschicht im gesamten Behälter-Korpus und gleichmäßig verteilt wird. Diese Lücke wurde inzwischen mit dem neu entwickelten Check´n Pack EVOH System geschlossen.

Diese Technik erkennt die konsistente und vollständige EVOH-Barriere bis in den Verschlussrand. Für 64 Kavitäten werden laut Anbieter sechs Sekunden benötigt. So sei die vollständige Rundum-Prüfung jeder Verpackung bis zum Anspritzpunkt innerhalb der Form gewährleistet, verbunden mit der sicheren Inline-Entfernung eventuellen Ausschusses und dem automatischen Abpacken der Becher in Transportverpackungen.

Dieses Modul ist als exklusive Marke von Waldorf Technik auf dem Markt. Außerdem seien die Barriere-Eigenschaften für O2 und H2O-Dampf sehr hoch und ermöglichen eine Haltbarkeitsdauer von bis zu zwei Jahren.

Zahlreiche Großserienprodukte – wie Fisch, Fleisch, Obst, Gemüse, und Haustierfutter – werden entweder sterilisiert oder unter sterilen Bedingungen aseptisch verpackt. Einsparungen von durchschnittlich 30 bis 40 Prozent in Produktions- und Logistikkosten seien mit dieser Technologie, verglichen mit Weißblechbehältern, zu verzeichnen. Zudem bieten konische Formen, durch ihre günstige stapelbare Lagerung, bedeutende Raum- und Gewichts- vorteile.

3D-Inline Barriere-Coating für dünnwandige Verpackungen

Eine vergleichsweise kostengünstige Variante sei das 3D-Inline-Vakuum-Coating mit verschiedenen Cavonic-Beschichtungen. Hier werde eine dauerhafter Barriere – und hermetische Eigenschaften wie Glas – erreicht. Ein Vorteil dieses Prozesses ist die Eignung für schon in Betrieb befindliche Spritzgießprojekte, verbunden mit zuverlässigem Schutz gegen Migration des Weichmachers in den Inhalt des Behälters.

Die Barriere gegen Sauerstoff-Permeabilität erreicht laut Anbieter im Vergleich zu unbehandelten Bechern selbst nach Sterilisation noch einen Wert von über 99 Prozent. Zudem wird diese Technologie dank der Kombination von Dünnwand-Performance, Barriereverhalten und niedrigen Herstellungskosten zu einer wirtschaftlichen Perspektive. Darüber hinaus können auch biologisch abbaubare Polymere verarbeitet werden.

Barrieeigenschaften nach Wahl – mit Auswahl des richtigen Verfahrens und einer geeigneten Werkstoffkombination stehen viele Stellschrauben zur Verfügung, um Qualität, Sicherheit, Kosten und andere Parameter nach Wunsch zu beeinflussen. Die hier beschriebenen Lösungen können neue und schon bestehende Anforderungen erfüllen – und Glas oder Metall wirtschaftlich ersetzen.

Voraussichtlich wird es noch eine ganze Weile dauern, bis die letzte Hundefutter-„Dose“ vom Markt verschwunden ist und das letzte Glas-Großgebinde aus dem Chemielabor. Die Tendenz scheint jedoch eindeutig, sowohl im einen wie im anderen Fall: Die Würstchendose und deren Pendant aus Glas im Supermarktregal haben schon heute heftige Konkurrenz von folienbasierten Verpackungen. Dieser Trend wird sich in anderen Anwendungen forsetzen.

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