Jun 132017
 
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Willi Scheer ist Diplom-Physiker und studierte Physik an der Westfälischen Wilhelms Universität zu Münster. Sein beruflicher Werdegang begann bei der damaligen Leybold-Heräus GmbH (heute Leybold GmbH) im Bereich der Oberflächenanalytik. Ende der 1980er Jahre wechselte er zum Bereich Dichtheitsprüfung.
Durch die Ausgründung dieses Bereiches (u. a.) entstand die Firma INFICON, bei der er jahrelang als Marketingleiter die Dichtheitsprüfung etablierte. Seit kurzem verantwortet er die Vermarktung einer neuen Technologie im Lebensmittel-Verpackungsmarkt.

Sie referieren über „Dichtheitsprüfung an flexiblen Verpackungen“. Was bewegt Sie besonders in diesem Zusammenhang?
Flexible Verpackungen werden in vielen Industrien verwendet, sehr häufig in der Lebensmittelindustrie. Hier ist die Dichtheitsprüfung nicht nur wichtig, sondern auch notwendig, da verdorbene oder belastete Lebensmittel die Gesundheit von Menschen gefährden. Die meisten der bislang verwendeten Verfahren zur Dichtheitsprüfung sind ungeeignet, um quantitative und reproduzierbare Aussagen zur Dichtheit und damit zur Haltbarkeit zu machen. Teilweise wird die Dichtheit gar nicht überprüft.

Wir hören viel von Dichtheitsprüfungen im Flexpack-Markt. Wie grenzen sich diese von Permeationsmessungen ab und warum?
Die Permeation ist eine Materialeigenschaft der Folien. In der Vergangenheit wurde viel Aufwand in die Entwicklung von geeigneten Folien gesteckt, um das Eindringen unerwünschter Stoffe zu minimieren bzw. zu verhindern. Dieser Aufwand wäre vergebens, wenn die Folien beschädigt wären oder schlecht versiegelt würden.
Die Dichtheitsprüfung ist eine Absicherung in Bezug auf die Produktionstechniken, nicht der Materialeigenschaften.

Barriereverpackungen bieten einen Schutz vor unerwünschter Kontamination der verpackten Lebensmittel. Das ist ein Beitrag zum Wohlstand und ermöglicht flächendeckende Versorgung mit Lebensmitteln. Trotzdem stehen immer mehr Verbraucher Plastikverpackungen kritisch gegenüber, und verpackungsfreie Supermärkte schießen wie Pilze aus dem Boden. Wie sehen Sie diesen Trend hinsichtlich Ihres Vortrages.
Dieser Trend ist vermutlich nicht aufzuhalten, wird aber in eine Sättigung laufen. Ein gegenläufiger Trend ist die Tatsache, dass immer mehr Lebensmittel aus anderen Regionen vom Verbraucher gewünscht werden; d. h. Produzent (und Produktionszeitpunkt) und Verbraucher (und Konsumzeitpunkt) sind voneinander entfernt (räumlich und zeitlich).

Wo sehen Sie für Packmittelhersteller – insbesondere solche, die hochwertige Barrierematerialien produzieren – besonderen Handlungsbedarf, damit Verpackungen beim Endverbraucher mehr Akzeptanz erfahren?
… in der Information und der Aufklärung. Für den „normalen“ Konsumenten ist Folie gleich Folie, Plastik gleich Plastik.

Wo sehen Sie in naher Zukunft bahnbrechende Innovationen im Verpackungsbereich?
Quantitative Dichtheitsprüfungen, benutzerunabhängig, automatisierbar.

Wofür begeistern Sie sich neben Ihren beruflichen Aufgaben?
Ich reise gern, auch in „exotische“ Länder. Ansonsten genieße ich die kulturellen Angebote der Stadt Köln und Umgebung (Theater, Musik, Museen) und treibe Sport (Joggen).

Feb 242017
 
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Das Inno-Meeting 2017 war nicht nur zahlenmäßig eine gelungene Veranstaltung. Teilnehmer sprachen von einer freundschaftlichen und kollegialen Stimmung mit vielen neuen Impulsen und Kontakten.  Wie ein roter Faden zog sich das Thema Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz durch die beiden Tage. Obwohl das eigentliche Thema „Die Optimalverpackung“ hieß. Bedeutet das, dass hier besonderer Nachholbedarf in unserer Branche besteht? Wie auch immer – das motiviert uns, zum Thema Kreislaufwirtschaft eine eigene Veranstaltungsreihe zu beginnen und zwar schon Anfang April – http://um.innoform.de.

Schauen Sie doch einmal in die Zusammenfassung von Karsten Schröder mit einigen, spontanen Bemerkungen zu
den Highlights rein – es macht Lust auf mehr. Wir freuen uns auf die nächste Tagung, dann in Würzburg.

 

Jan 232017
 
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Herr Dr. Wefelmeier studierte Wirtschaftsingenieurwesen und promovierte am Institut für Kunststofftechnik in Paderborn.

Er arbeitete anschließend als Verfahrensingenieur im Bereich der Folienextrusion bei einem bekannten Maschinenbauunternehmen, bevor er vor gut 6 Jahren seine Tätigkeit bei der Firma Gneuß begann. Herr Dr. Wefelmeier ist nun seit mehr als 15 Jahren im Bereich der Folienextrusion tätig und leitet bei Gneuß den Geschäftsbereich Folie.      

Die Tagungsüberschrift: Umwelt- und umfeldgerechte Kunststoffverpackungen beschreibt den Spannungsbogen zwischen Marketing-, Konsumenten- und Umweltanforderungen. Wie sehen Sie insgesamt, abgesehen von Ihrem Vortragsthema, die Rolle der Verpackung im gesellschaftlichen Umfeld? Verpacken wir richtig?

In puncto „Marketing- und Konsumentenanforderungen“ verpacken wir meines Erachtens „richtig“, so dass es für den Verbraucher möglichst praktisch ist. Diese „Convenience-Verpackungen“ richten sich nach den Kundenanforderungen (schnell, bequem, ohne großen Aufwand, angepasste Verpackungsgröße).

In puncto „Umweltanforderungen“ besteht noch viel Verbesserungspotential. Die Recyclingquote des wertvollen Rohstoffs „Kunststoff“ muss noch deutlich erhöht werden. Aber gerade hierzu tragen innovative Maschinenkonzepte bei. Ein solches Konzept werde ich in Form des MRS-Systems vorstellen.

Mit Ihrem Thema Anlagentechnik zur Herstellung recycelter Tiefziehfolie mit Lebensmittelzulassung leisten Sie einen inhaltlich sehr gut passenden Beitrag. Was genau werden Ihre Kernaussagen sein?

Als Anlagenbauer ist man häufig auf die Maschinentechnik fokussiert. Das Thema Recycling greift aber viel weiter. Hier spielen die Themen Recyclingfähigkeit von bestimmten Kunststoffen und Verfügbarkeit der Rohstoffe eine entscheidende Rolle. PET lässt sich beispielsweise so gut recyceln, weil dieser Rohstoff verfügbar (z. B. Flaschenmahlgut bzw. Post Consumer Bottleflakes) und gut zu verarbeiten ist. Unsere Aufgabe als Maschinenhersteller ist es, unseren Kunden (z. B. den Herstellern von Verpackungsfolie) eine Anlagentechnik zu liefern, die den nachfolgenden Anforderungen entspricht:

  • Minimaler Energieverbrauch
  • Minimaler Materialeinsatz
  • Optimale optische und mechanische Folieneigenschaften
  • Erhöhung der Kunststoffschmelze- und Produktqualität durch Dekontamination und Schmelzefiltration
  • Flexibler Einsatz von Input-Materialien: z. B. Post Consumer Bottleflakes, Folienmahlgut, Granulate, Gemische aus unterschiedlichen Rohstoffen
  • Einfache Handhabung der Maschinentechnik und geringe Wartung
  • Produkte (EFSA, FDA), welche mit dieser Anlagentechnik hergestellt werden
  • Einfache Integration von modernen Anlagenkomponenten in vorhandene Anlagen

Die Kernaussage ist also, dass die sogenannte „Gneuß Processing Unit“, bestehend aus MRS-Extruder (Multi-Rotations-System) und Rotary-Filtrationssystem, die oben genannten Anforderungen besonders gut erfüllt.

Können Sie uns vorab Besonderheiten Ihrer Folien-Recycling-Anlage nennen, von der Sie ganz besonders begeistert sind?

Die Dekontaminationsleistung des MRS-Extruders ist für mich eine zentrale Besonderheit. Es ist möglich, das Input-Material ohne Vorbehandlung (ohne Kristallisation und  Vortrockung) direkt im Extruder zu verarbeiten und daraus dann eine reine, lebensmitteltaugliche Folie herzustellen, und das mit einem Anteil von bis zu 100 % Rezyklat (z. B. Post Consumer Bottleflakes).

Aus dem Wegfall der Schritte Kristallisation und Vortrocknung, wie es beim konventionellen Einschneckenextrusionsprozess bei der Verarbeitung von PET notwendig ist, resultiert eine Energieeinsparung. Ferner sinkt für den Folienhersteller der Wartungsaufwand.

Der MRS-Extruder basiert grundsätzlich auf der Einschneckentechnologie und ist daher sehr einfach zu bedienen. Ferner können vorhandene Folienextrusionsanlagen sehr einfach mit dem MRS-System nachgerüstet werden.

Aber nicht nur die Extrusion ist entscheidend. Gerade beim Recycling spielt das Thema Filtration eine wichtige Rolle. Beispielsweise Bottleflakes können sehr stark verschmutzt sein. Mit dem Gneuß Rotary-Filtrationssystem ist es möglich, auch stark verschmutze Kunststoffschmelzen von Feststoffen zu reinigen. Es funktioniert vollautomatisch, druck- und prozesskonstant.

Medien und auch die öffentliche Meinung tendieren in jüngerer Vergangenheit eher zu Negativ-Darstellungen von Verpackungen insgesamt. Neben Umweltrisiken werden auch immer wieder Gesundheitsrisiken bemängelt. Wie schätzen Sie das Aufwand-Nutzen-Verhältnis von Verpackungen allgemein und von Kunststoffverpackungen insbesondere ein?

Umweltrisiken lassen sich durch einen Ausbau des Recycling vermindern. Beim PET funktioniert das schon recht gut, weil für diesen Rohstoff bereits Sammelsysteme (z. B. für die PET-Flaschen) vorhanden sind.

Gesundheitsrisiken lassen sich ebenfalls vermeiden, wenn die Politik entsprechende Anforderungen definiert, wie es bereits durch die EFSA bzw. das FDA erfolgt ist.

Folienverpackungen werden als Minimalverpackung bezeichnet. Doch in einem Punkt sind sich viele einig: Das Recycling ist schwierig und belastet die Ökobilanz der Folie. Wie schätzen Sie diesen Nachteil im Vergleich zu Mehrweg- oder Pfandsystemen ein, wie es uns die Flaschenindustrie vormacht?

Im Vergleich zur Käse- oder Fleischverpackung hat die Flasche den Vorteil, dass es sich hier um ein flüssiges Gut handelt. Die Art und Form des zu verpackenden Guts ist bei Folienverpackungen aber sehr unterschiedlich. Ich könnte mir daher ein Pfandsystem z. B. für eine Käseverpackung nicht vorstellen, weil eben nicht jeder Käse in die gleiche Verpackung passt. Ferner sind die Anforderungen je nach Verpackungsgut stark unterschiedlich, so dass sich nicht nur die Form, sondern auch die Materialauswahl für die Verpackung nach dem Packgut richtet.

Achten Sie auf eine optimale Verpackung, wenn Sie privat einkaufen? Wählen Sie Produkte bewusst oder unbewusst nach der Verpackung und nicht nur nach dem Inhalt aus? Und wie wichtig stufen Sie als Verbraucher und Fachmann das Image eines Packmittels im Vergleich zu alternativen Packmitteln ein?

Privat achte ich sehr auf die Kunststoffverpackung, weil ich aus beruflichen Gründen einfach daran interessiert bin. Ich wähle die Verpackung bewusst aus und finde es als Verbraucher wichtig, dass die Verpackung z. B. wiederverschließbar ist, weil ich häufig das Lebensmittel nicht sofort nach dem Öffnen der Verpackung verbrauche.

Ob man es will oder nicht, ich bin davon überzeugt, dass eine hochwertige Verpackung auch die Qualitätsanmutung des Inhaltes beeinflusst. „Das Auge isst mit.“

Zum Schluss noch eine persönliche Frage: Was begeistert Sie außerhalb Ihres Berufes?

Ich halte mich gern in der Natur auf und gehe gern mit meiner Familie wandern.

 

Nov 302016
 
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Die Innoform Testservice GmbH – das Prüflabor für Foliendienstleistungen in Oldenburg – hat ihr Online-Angebot ausgeweitet und bietet jetzt neben einem Permeationsrechner und einem Überschlagsrechner für beschleunigte Alterung die Online-Erstellung verbindlicher Angebote in Echtzeit an – ein echter Zeitvorteil.

Seit Ende Oktober 2016 bietet die Innoform Testservice GmbH allen angemeldeten Usern so volle Preistransparenz. Kunden und Interessenten haben schon seit langem die Möglichkeit, unter www.innoform.de Untersuchungsanfragen zu stellen und Prüfaufträge zu erteilen. Nun wird zusätzlich ein verbindliches Kostenangebot in Echtzeit angezeigt. Dieses gilt für nahezu alle Prüfungen, die im Bereich Kunststoff-/Folienverpackungen angeboten werden. Dabei werden Mengenstaffelungen ebenso berücksichtigt wie besondere Parametereinstellungen, also z. B. die Prüfung des Zugversuches bei – 40 °C, anstelle der Standardprüfung bei + 23 °C.

Die beiden Innoform-Geschäftsführer Karsten Schröder und Klaus Behringer sehen darin einen Meilenstein der Web-Integration von Geschäftsprozessen direkt zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer. Bei der Prüfauftragserteilung über das WEB-Portal werden alle eingegebenen Daten direkt in den Prüfauftrag übernommen. Da der Innoform Testservice für die meisten Prüfungen praxiserprobte Standardprüfungen anbietet, reduzieren sich Fehler und Zeitverzögerungen, wie sie durch manuelle Eingaben entstehen könnten.
Innoform verfolgt seit Jahren konsequent die Einbindung moderner Medien. So sind neben der Angebotsberechnung auch ein Permeationsrechner und ein Überschlagsrechner für die beschleunigte Alterung von Kunststoffverpackungen online verfügbar.
Zunehmender Beliebtheit erfreut sich auch die SML-Substanz-Suche. Diese ermöglicht auf einfache Weise die Suche nach Substanzen, für die eine Migrationsprüfung angeboten werden kann. Zurzeit sind über 500 gesetzlich geregelte und anderweitige Substanzen verfügbar.
Kontakt:
Innoform Testservice GmbH

Matthias Bösel
Industriehof 3 26133 Oldenburg
Tel.: +49 441 94986-0
Fax: +49 44194986-29
E-Mail: matthias.boesel@innoform.de

Jun 212016
 
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Lobenswert ist es, wenn Folien immer dünner werden. Dieses Beispiel hier zeigt wieder einmal, wie effizient heute produziert werden kann (Klick hier). Doch irgendwann ist Schluss mit „immer dünner“. Wo sind die echten Innovationen zur Materialreduzierung? Innoform startet bei seinen Veranstaltungen 2016 einen Schwerpunkt mit dem Thema Ressourceneffizienz. Dafür suchen wir zahlreiche, gelungene Beispiele – z. B. wie das oben genannte, aber auch gern ganz andere Denkansätze wie diesen hier: https://www.kickstarter.com/projects/643319217/beleaf

Infos bitte an ks@innoform.de

Jun 062016
 
JRC_Logo

Schon vor über einem Jahr wurden die Entwürfe zur Änderung veröffentlicht:

Da es sich bei der erwarteten Änderungsverordnung nicht nur um eine Anpassung der Stoffliste handelt, sondern erstmals auch etwas umfassendere Korrekturen erwartet werden, verzögert sich die Veröffentlichung der bereits für Ende 2015 erwarteten Anpassung weiterhin.

Mai 042016
 
JRC_Logo

Das Joint Research Centre (JRC) hat auf seiner Website einen Leitfaden zur Materialanalyse von Verpackungsfolien veröffentlicht: Der Schwerpunkt liegt auf der Trennung mehrschichtiger Folien und der Identifikation unterschiedlicher Polymere. Zusätzlich beschreibt der Leitfaden, welche Polymere bei Lebensmittelverpackungen gewöhnlich Anwendung finden, welche Eigenschaften sie haben und für welche Zwecke sie bei Lebensmittelverpackungen geeignet sind.

Hier gibt es den kostenlosen Download.

Foliengrobanalyse_MikrotomschnittbildMaterialanalysen von mehrschichtigen Folien, Kunststoffverpackungsmaterialien und Verbundfolien sind neben einer Vielzahl an Prüfmethoden eine Kernkompetenz des Innoform Testservice Labors in Oldenburg. Anhand von Mikrotomquerschnitten, thermoanalytischen Messungen (z. B. DSC) und IR-spektroskopischen Analysen erhalten die Kunden ein komplettes Bild über ein unbekanntes Folienmaterial.

Ermittelt werden können z. B. die Anzahl der Schichten und Schichtdickenverteilungen von mehrschichtigen Gebilden sowie die Werkstoffart und, wenn erforderlich, durch ergänzende Analysen Füllstoffe bzw. Additive. Die Untersuchungstiefe (1. Stufe z. B. PE, 2. Stufe PE-LLD Typ Buten) und damit der Kostenaufwand kann dabei entsprechend der Erfordernisse angepasst werden.

Aufträge können online angekündigt werden. Sie sind sich nicht sicher, welche Prüfung die richtige ist? Hier sind die Kontaktdaten des Testservice-Labors:

Innoform Testservice GmbH
Industriehof 3
26133 Oldenburg
Telefon: +49 441 94986-11
Fax:      +49 441 94986-29
E-Mail:   matthias.boesel@innform.de
www.innoform-testservice.de

 


Feb 292016
 
Spoo

Karsten Schröder spricht im Rahmen des 14. Inno-Meetings 2016 mit Dr. Spoo über das kommende Wertstoffgesetz. Auf Basis seines Vortrages:

Von der Verpackungsverordnung zum Wertstoffgesetz

nimmt Herr Spoo klar Stellung zur Verschwendungswirtschaft“.

Das Interview sehen Sie hier: https://youtu.be/PktBzKQ8DX8

Zum Vortrag: http://www.innoform-coaching.de/pages/download/download_view.php?download_id=5791

Von der Verpackungsverordnung zum Wertstoffgesetz

  • EU-Roadmap (Circular Economy)
  • „Zero Waste“ und „Cradle to Cradle“
  • Innovative und kreislauffähige Verpackungen
Jan 272016
 
(Anmerkung:1000 kWh/m² entsprechen ca. 86 Kilolangley, bzw. 3600 MJ/m²)

von Klaus Behringer

1             Einführung

Als UV-Beständigkeit wird im täglichen Sprachgebrauch der mit Folienfragen Beschäftigten zumeist die Materialbeständigkeit einer Folie bei Lagerung im Freien angesehen. Eine Lagerung im Freien umfasst neben der Einwirkung des UV-Anteils des Sonnenlichtes naturgemäß viele weitere alterungsrelevante Einflüsse, wie z.B. die Einwirkung von Nässe, Temperaturschwankungen, Schadstoffen, Wind, etc. Dass nicht all diese Einflussgrößen in einem einzigen Laborversuch simuliert werden können ist naheliegend und daher auch Bestandteil der Einleitungstexte diverser Normen zu diesem Thema (siehe z.B. E DIN EN ISO 4892-1:2014-03, Seite 4[1]).

Die zeitraffende Alterung einer Folie durch UV- Licht, z.B. unter Verwendung gefilterter Xenonbogenstrahlung, stellt somit lediglich einen Teilaspekt der Beständigkeit gegen Freibewitterungseinflüsse dar. Die Überprüfung der UV- Beständigkeit auf Basis von zeitraffenden Bestrahlungsversuchen mit Xenonbogenstrahlung kann daher schon aus diesem Grunde lediglich eine grobe Abschätzung des möglichen Verhaltens unter realen Freibewitterungsbedingungen erlauben.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass man von Gerätebewitterung statt Gerätebestrahlung spricht, wenn die Proben während der Bestrahlung zusätzlich in festgelegten Zyklen mit Wasser besprüht werden.

2             Situation in der Praxis

Die UV- Beständigkeit spielt bei vielen Anwendungen von Folien im Außenbereich eine entscheidende Rolle. Gesicherte Aussagen zur Beständigkeit von Kunststofffolien unter Praxisbedingungen lassen sich, o.g. Aussagen folgend, nur aus Freibewitterungsversuchen unter Realbedingungen ermitteln. Freibewitterungsversuche sind langwierig und werden daher in der Praxis nur selten, z.B. in Form von Fallstudien zur Validierung und Verifizierung von Gerätebestrahlungsversuchen, durchgeführt.

In der täglichen Praxis der Folienhersteller und Anwender stellt sich häufig die Frage nach einer Möglichkeit zur schnelleren und reproduzierbaren Beurteilung der UV- Beständigkeit von Kunststofffolien zum Zwecke einer orientierenden Abschätzung der möglichen Beständigkeit gegen Freibewitterungseinflüsse. Typischerweise finden die Ergebnisse Verwendung zur Bewertung von Produktionsversuchen und Neubemusterungen, Materialvergleichen oder zur Bearbeitung von Schadensfällen.

In der täglichen Praxis bei Innoform GmbH Testservice handelt es sich dabei überwiegend um Materialien, die für Freibewitterungszeiträume von einem halben Jahr, einem Jahr oder zwei Jahren vorgesehen sind. Die Beurteilung von Folien mit längerer Beständigkeit wird seltener nachgefragt.

Eine bewährte Methode ist die bereits genannte künstliche Bestrahlung nach DIN EN ISO 4892-2[2] in Laborgeräten mit Xenonbogenstrahlung. Die Beurteilung der Alterung der Proben nach Bestrahlung erfolgt z.B. anhand physikalisch technologischer Kennwerte, die vergleichend an unbestrahlten und bestrahlten Proben durchgeführt werden, z.B. in Form von Zugversuchen nach DIN EN ISO 527-3[3]. Als Schädigungskriterium wird häufig eine Veränderung des jeweiligen Kennwertes um mehr als 50 % bezogen auf den Ausgangswert herangezogen, wobei dieses als Faustformel gilt und auch andere Festlegungen angewendet werden.

Neben der Festlegung einer geeigneten Prüfmethode sowie des Schädiguzngskriteriums stellt dabei die Festlegung der zur Simulation der unter Freilandbedingungen einwirkenden UV-Belastung heranzuziehenden Laborbestrahlungsparameter eine schwierige Problematik dar. Es gilt einen praktikablen Kompromiss aus der Beschleunigung der Alterung, resp. Laufzeit des Laborversuches und Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Praxis zu finden.

Ich werde im Folgenden zunächst auf die Abschätzung der unter Freilagerung zu erwartenden Globalstrahlung („Bestrahlungsdosis“) sowie im Weiteren dann auf die daraus ableitbaren Versuchsbedingungen für die künstliche Bestrahlung eingehen.

3              Auslegung von Gerätebewitterungsversuchen

3.1           Abschätzung der UV- Belastung (Dosis) bei der
vorgesehenen Freilandlagerung anhand
von Globalstrahlungsdaten

Unter Globalstrahlung versteht man vereinfacht, die gesamte senkrecht auf die Erdoberfläche einfallende Solarstrahlung mit einem Spektralbereich von ca. 300- 3000 nm. Die Jahressumme der Globalstrahlung schwankt international gesehen sehr stark. In Deutschland liegen diese Werte in der Größenordnung von ca. 900 – 1.200 kWh/m², in Spanien bei ca. 2.000 kWh/m², in der Sahara bei ca. 2.500 kWh/m².

Landkarte

(Anmerkung:1000 kWh/m² entsprechen ca. 86 Kilolangley, bzw. 3600 MJ/m²)

Zur Auslegung von Gerätebestrahlungen empfiehlt sich zunächst eine grobe Ermittlung der zu erwartenden Jahresbestrahlung im geplanten Einsatzgebiet.

Genauere Globalstrahlungsdaten sind z.B. über den Deutschen Wetterdienst (DWD) unter http://www.dwd.de/DE/leistungen/solarenergie/solarenergie.html erhältlich.

Wie untenstehende beispielhafte Auflistung der Jahresmittelwerte der Station Würzburg des DWD für die Jahre 1981– 2010 zeigen, treten erwartungsgemäß Schwankungen der Jahresmittelwerte auf. Diese liegen beim vorliegenden Beispiel im Bereich von ca. 10 %. Diese Schwankungen sind hinsichtlich der Auslegung der Gerätebestrahlung unserer Ansicht nach nicht relevant.

Globalstrahlung_Wuerzburg

Betrachtet man den Jahreslauf der Monatsmittelwerte für obiges Beispiel, so zeigen sich wesentlich größere Abweichungen durch die jahreszeitlichen bedingten Schwankungen. Diese sind bei der Auslegung von Gerätebestrahlungsversuchen zur Simulation kürzerer Freibewitterungszeiträume (< 2 Jahre) unbedingt relevant.

Globalstrahlung_Wuerzburg_2

Der Auslagerungszeitpunkt kann eine wesentliche Rolle bei der Auslegung von Gerätebestrahlungen von Folien für einjährige Freilagerung (Jahresfolien) spielen. Wie die folgende Grafik der monatlich kumulierten Werte unseres Beispiels zeigt, hat eine Folie bei Auslagerung Anfang Januar bereits im Oktober praktisch die gesamte Jahresdosis „gesehen“.

Dieses kann zur Folge haben, dass ein UV-initiierter Alterungsprozess zu diesem Zeitpunkt im Herbst durch widrige Wettereinflüsse, wie starke Temperaturschwankungen, Wind oder Schlagregen zu einer vorzeitigen Schädigung einer Jahresfolie führen kann.

Globalstrahlung_Wuerzburg_3

Bei der Auslegung von unterjährigen UV-Beständigkeiten stellt sich die Frage des Auslagerungszeitpunktes in besonderem Maße. Wie die kumulierten Ergebnisse für halbjährlich zu erwartende Bestrahlungsdosen zeigen, wirkt sich der Zeitpunkt der Auslagerung maßgeblich auf die Globalstrahlungsdosis aus, die ein Produkt während der Freibewitterung sieht. So kann ein Produkt bei Auslagerung im Frühjahr bereits nach einem halben Jahr ca. 80-90 % der Jahresdosis gesehen haben.

Globalstrahlung_Wuerzburg_4

Zur Auslegung und Bewertung künstlicher Bestrahlungen bzw. Bewitterungen (Bestrahlung mit zusätzlichem Feuchteeinfluss, z.B. Besprühen mit Wasser) orientiert man sich an Globalbestrahlungsdaten für den relevanten Ort der Freibewitterung. Unter Berücksichtigung des vorgesehen Auslagerungszeitraums und des Auslagerungspunktes kann die Summe der zu erwartenden Globalstrahlung, also die Globalstrahlungsdosis, für den gesamten Freibewitterungszeitraum errechnet werden.

Diese Globalstrahlungsdosis dient als Grundlage zur Auslegung der Gerätebestrahlung, also in der Praxis zur Festlegung der Gerätelaufzeit bei einer definierten Strahlerleistung.

3.2           Festlegung der Gerätelaufzeit für eine festgelegte
Strahlerleistung zur Simulation einer
Freibewitterungsalterung durch
Sonnenlicht / UV- Strahlung

Die zur Auslegung von Gerätebewitterungen ermittelte Globalstrahlungsdosis bezieht sich, wie oben gesagt, in der Regel auf einen Spektralbereich von ca. 300- 3000 nm.

Das in unserem Hause eingesetzte Gerät Q-SUN der Fa. Q-LAB arbeitet mit Xenonbogenstrahlern, die den Spektralbereich von ca. 270 -800 nm emittieren. Durch Filterung wird der im natürlichen Sonnenlicht nicht enthaltene Anteil der kurzwelligen UV-Anteile unterhalb von 270 nm eliminiert. Zusätzliche Filter erlauben die Simulation von Globalstrahlung hinter Fensterglas
(ab 320 nm).

Die Bestrahlungsstärke E [W/m²] im Gerät wird gemäß DIN EN ISO 4892-22 mit einem UV- Sensor im Wellenlängenintervall 300 – 400 nm geregelt. Aus E [W/m²] und der Bestrahlungszeit in Stunden [h] ergibt sich die Bestrahlung (-sdosis) [kWh/m²] für den genannten Spektralbereich.

Aufgrund der unterschiedlichen Spektralbereiche unterscheiden sich naturgemäß auch die Zahlenwerte für den jeweiligen Energieeintrag. Zum Vergleich der Energieeinträge der Globalstrahlung mit denen der Gerätebestrahlungen müssen also die jeweiligen Energieanteile der Spektralbereiche errechnet werden.

In Ermangelung von Produktnomen für Folien mit eindeutigen Vorgaben für Gerätebestrahlungen zur Simulation definierter Freibewitterungszeiträume greift man zum Zwecke eines ersten abschätzenden Vergleiches auf die in E DIN EN ISO 4892, Anhang C1 genannte CIE- Publikation Nr. 85:1989 zurück.

Im dort definierten Sonnenspektrum (300- 2450 nm) beträgt der für die Kunststoffalterung maßgebliche Anteil der UV- Strahlung (ca. 300- 400 nm) 6,8 %. Auf Basis der in DIN EN ISO 4892-22 Anhang B empfohlenen Strahlerleistung von 60 W/m² für den Spektralbereich von 300- 400 nm ergeben sich z.B. Gerätelaufzeiten von rund 1000 h zur Simulation der Globalstrahlungsdosis eines Jahres in Deutschland bzw. Mitteleuropa.

Bei der Übertragung der Ergebnisse auf die Freilandbewitterung ist allerdings zu bedenken, dass der UV- Anteil der Globalstrahlung zwar einen wesentlichen Einfluss auf die Freibewitterungsbeständigkeit von Folien haben kann, es sich aber, wie bereits erwähnt, nur um einen Teilaspekt der Materialbeanspruchungen unter Freibewitterungsbedingungen handelt. Dieser alleine kann zu erheblichen Materialschädigungen und sogar zum Totalausfall führen. Andere Einflussgrößen wie Niederschlag, Tauwasser, Wind, Temperatur, Abgasemissionen etc. spielen aber eine nicht zu unterschätzende Nebenrolle und sind der Überprüfung mittels Gerätebewitterung nicht ohne weiteres zugänglich.

Zudem ist zu berücksichtigen, dass die Gerätebewitterung z.B. nach DIN EN ISO 4892-22 mit gefilterter Xenonbogenstrahlung das Sonnenlichtspektrum im Bereich von 300- 800 nm im Vergleich zu anderen Methoden, z.B. DIN EN ISO 4892-3[4] (UV- Leuchtstofflampen) und ISO 4892-4[5] (offene Kohlebogenlampen) zwar vergleichsweise gut nachahmt, die Spektren aber bei genauerem Hinsehen Abweichungen aufweisen, wie untenstehendes Abbildung zeigt.

(Quelle: Schulungsunterlagen, Q-LAB Deutschland GmbH, www.Q-Lab.com)

(Quelle: Schulungsunterlagen, Q-LAB Deutschland GmbH, www.Q-Lab.com)

Aufgrund der Komplexität ist es nachvollziehbar, dass z.B. gemäß DIN EN ISO 4892-11 sogenannte „Zeitraffungsfaktoren“, also direkte Korrelationsfaktoren zwischen Gerätebestrahlungen und Freibewitterung, als wenig empfehlenswert angesehen werden. Die Alterungsgeschwindigkeit beim praktischen Einsatz in der Freibewitterung kann erheblich von derartigen Zeitraffungsfaktoren, berechnet auf der Basis des Vergleiches von Globalstrahlungsdaten und Gerätebestrahlungsdaten, abweichen.

4            Fazit

Eine einfache, allgemeingültige Arithmetik zum Errechnen von maximalen Freibewitterungszeiträumen aus Gerätebewitterungsdaten ist wohl kurzfristig nicht in Sicht.

Dieses zeigt sich auch im Fehlen entsprechender Vorgaben in den einschlägigen Normen. Hier sei zu erwähnen, dass derzeit In einigen Normungsvorhaben betreffend Folien für den Agrarbereich Anstrengungen bestehen, entsprechende Vorgaben festzulegen.

Zur Beurteilung und Spezifizierung der Freibewitterungsstabilität von Kunststofffolien stellt die Gerätebestrahlung mit Xenonbogenstrahlung nach DIN EN ISO 4892-11 trotzdem ein pragmatisches Mittel dar. Es lassen sich reproduzierbare und objektiv überprüfbare Vergleichswerte anhand genormter Laborkennwerte (z.B. Zugversuch, Glanz, etc.) ermitteln, die z.B. zur Qualitätsüberwachung oder Überprüfung vereinbarter Qualitäten geeignet sind.

Klaus Behringer, Innoform GmbH, Januar 2016

[1] E DIN EN 4892-1:2014-03 Kunststoffe–Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten–Teil 1: Allgemeine Anleitung (ISO/DIS 4892-1:2014);Beuth- Verlag, Berlin

[2] DIN EN ISO 4892-2:2013-06 Kunststoffe–Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten–Teil 2: Xenonbogenlampen, Beuth- Verlag, Berlin

[3] DIN EN ISO 527-1:2012-06 Kunststoffe–Bestimmung der Zugeigenschaften–Teil 1: Allgemeine Grundsätze, Beuth- Verlag, Berlin

[4] DIN EN ISO 4892-3:2015-11 Kunststoffe – Künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten – Teil 3: UV-Leuchtstofflampen, Beuth- Verlag, Berlin

[5] ISO 4892-4:2013-07 Titel (deutsch):Kunststoffe – Bestrahlungsverfahren mit Laboratoriumslichtquellen – Teil 4: Offene Kohlenbogenlampen, Beuth- Verlag, Berlin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jun 042015
 
Folienabschnitt
Verpackungen Eine Hauptfunktion von Verpackungen ist es, die Ware vor Verderb und Verunreinigung zu schützen. Dies trifft besonders für Lebensmittel zu: Verschiedene Lebensmittelgruppen erfordern unterschiedliche Verpackungskonzepte. Während das eine Lebensmittel bei der Verpackung eine hohe Barriere benötigt, ist bei dem anderen Lebensmittel eine hohe Durchlässigkeit notwendig. Kurz gefasst: Lebensmittel müssen mit geeigneten Packmitteln und angepassten Barriereeigenschaften verpackt werden, um produktspezifischen Schutz zu gewährleisten.
Aktive_Verpackung Alle, die Lebensmittelfolien einkaufen, verwenden, entwickeln oder verkaufen, erhalten in diesem Seminar die notwendigen Grundlagen und aktuelles Fachwissen über moderne Strukturen und typische Anwendungen von Barrierefolien. Es werden die spezifischen Barriereigenschaften der verfügbaren Packstoffe und moderne Techniken in der Herstellung von Barrierefolien vorgestellt.
 Überblick_Barrierewirkung Zur Beurteilung und Charakterisierung verpackungsrelevanter Eigenschaften werden unterschiedliche Messmethoden als Qualitätssicherungsinstrumente vorgestellt und anhand von Praxisbeispielen näher erläutert. In diesem Zusammenhang werden die Themen Spezifikation von Packmitteln sowie die aktuellen EU-lebensmittelrechtlichen Anforderungen an Lebensmittelverpackungen behandelt.
Sauerstoffdurchlässigkeit Auch der Einfluss von Licht und Sauerstoff auf die Produktqualität wird am Beispiel sauerstoffempfindlicher Lebensmittel veranschaulicht und entsprechende Verpackungskonzepte abgeleitet. Dabei spielen neben den produktspezifischen Anforderungen auch die Lagerbedingungen und der Abpackprozess eine entscheidende Rolle für die Auslegung der Barrierefolie.
 8_BV_Probleme_Praxis Nach dem Seminar kennen die Teilnehmer die spezifischen Barriereeigenschaften der kommerziell verfügbaren Packstoffen und wissen, wie diese zielführend miteinander kombiniert werden, um Packmittel für produktspezifische Verpackungskonzepte zu erzeugen. Die Teilnehmer können die Permeationseigenschaften von Barrierefolien berechnen und Verpackungskonzepte entsprechend optimieren und sie wissen, wie geeignete Verpackungskonzepte aus Barrierefolien nicht nur die Qualität und Sicherheit dieser Lebensmittel positiv beeinflussen können, sondern die Barrieredimensionierung auch der Kosteneinsparung dient.