Folie sparen in der Verpackung

Metallisierte Verbundfolien mit Ultraschall peelfähig siegeln

Mit der Entwicklung einer neuen Werkzeugkontur gelingt es, Verpackungsfolien für Chips und Salzgebäck peelfähig zu siegeln. Fragt sich, ob das eine interessante Alternative für den riesengroßen Snackmarkt ist.

Chips- und Snacktüten – ein Massenmarkt mit enormem Folienverbrauch. Sparpotenziale werden gesucht. (Bilder: Herrmann Ultraschall)

Konventionell sind Snack-Verpackungen mit Wärme versiegelt und weisen peelfähige Siegelnähte auf – mit üblichen Breiten zwischen 15 und 24 Millimeter. Die Breite ist notwendig, um Dichtigkeit zu gewährleisten und das charakteristische Öffnungsverhalten zu erzeugen. Wärmenähte sind kostengünstig und vielfach im Einsatz, jedoch wurde bei umfangreichen Stichproben im Herrmann Ultraschall-Labor festgestellt, dass etwa 40 Prozent der Wärmenähte im Handel weder peelfähig noch dicht waren. Ultraschallnähte sind zwar dicht und auch peelfähig, aber im bisherigen Design zu schmal, um dem Chips-Konsumenten das gewohnte Öffnungsverhalten zu bieten.

Ausgeklügelte neue Amboss-Kontur

Ziel bei Herrmann war die Entwicklung einer neuen Amboss-Kontur für eine dichte, peelfähige Ultraschall-Naht, die vom Öffnungsverhalten und von der Optik her der Wärmenaht ähnelt. Beim Ultraschallsiegeln wird der Packstoff zwischen dem in der Ultraschall-Frequenz schwingenden Siegelwerkzeug (Sonotrode) und dem schallentkoppelten Gegenwerkzeug (Amboss) geführt. Um die Ultraschallenergie zu fokussieren, sind kleine, bündelnde Ambosskonturen erforderlich: Spitzen, Radien oder Plateaus, die als vertikale Linien angeordnet sind. Entscheidend für die Nahtqualität sind Linienhöhe, Abstand, Anzahl und Formgebung der Kontur. Im Labor wurden Nahtbreite, Abstände zwischen den Siegellinien, Auswahl der Kontur (Plateau, Radius oder Spitze) und Siegelkraft nach dem DOE-Verfahren für verschiedene Nähte ermittelt. Die korrekte Siegelkraft garantiert nach Unternehmensangaben eine gleichmäßige Verteilung der gebildeten Schmelze, kaum Wülste und damit auch eine gleichmäßigere Kraftverteilung innerhalb der Naht, was wiederum entscheidend für die Peelfähigkeit ist.

Anzeige

Ideales Peelverhalten

Eine Naht ist gut peelbar, wenn sie im geforderten Nahtfestigkeitsbereich von 4 bis 6 Newton pro 15 Millimeter einen Kohäsionsbruch (Trennung innerhalb der Siegelschicht) über die gesamte Länge aufweist. Schlecht peelbar sind Siegelnähte, die im geforderten Nahtfestigkeitsbereich einen Adhäsionsbruch aufweisen, also eine Delamination aufweisen. Der im Zugversuch ermittelte ideale Kraftverlauf zeigt einen gleichmäßigen Anstieg, wenn sich eine Linie der Naht öffnet, mit anschließendem schnellem Abfall. Die „Kraftgipfel“ sind relativ gleichmäßig und zeigen kaum Einbrüche. Die Dichtigkeit wurde mit dem Kriechmittel Rhodamin (roter Farbstoff in reinem Alkohol aufgelöst) auf Dichtigkeit geprüft. Eine Naht ist dann rhodamindicht, wenn auf der gegenüberliegenden Seite kein Farbaustritt erkennbar ist und wenn nach dem Austrocknen oder Verflüchtigen des Alkohols kein sichtbarer Durchgang in Form einer Farbspur in der aufgezogenen Siegelnaht erkennbar ist.

Das Ergebnis der Versuche: Dichtigkeit und gleichzeitig peelfähige Quernähte sind im Ultraschallverfahren erzielbar. Bei metallisierten Folien sind sie ab 7 Millimeter peelfähig, somit kann Packstoff gespart werden. Wärmenähte liegen bei 15 bis 24 Millimeter Nahtbreite. Aktuell beträgt der Flächenanteil der Wärmenaht etwa 8 bis 12 Prozent der Verpackung. Dieser kann mit Ultraschall halbiert werden. Auch die Längsnaht kann als Ultraschall-Überlappnaht dicht und fest hergestellt werden. Zudem vermeiden die kalten Ultraschall-Werkzeuge Folienschrumpf und Glanzstellen.

K 2016, Halle 11, Stand E26

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

PET-Kompetenz erweitern

Krones übernimmt Formenbauer MHT

Krones, Hersteller von Abfüll- und Verpackungslösungen, hat die MHT Holding AG (MHT) übernommen. Die MHT mit Sitz in Hochheim am Main liefert zusammen mit ihren Tochtergesellschaften Spritzgießwerkzeuge und Dienstleistungen für die PET-Industrie....

mehr...
Anzeige