{"id":346,"date":"2011-09-20T07:41:48","date_gmt":"2011-09-20T07:41:48","guid":{"rendered":"http:\/\/www.innoform-coaching.de\/blog\/?p=346"},"modified":"2011-10-25T08:01:59","modified_gmt":"2011-10-25T08:01:59","slug":"%e2%80%9cdrucken-und-kaschieren%e2%80%9d-teil-3-von-8-eigenschaften-und-einsatzgebiete-von-dunnen-drucktragerfolien-und-siegelschichten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.innoform-coaching.de\/blog\/2011\/09\/20\/%e2%80%9cdrucken-und-kaschieren%e2%80%9d-teil-3-von-8-eigenschaften-und-einsatzgebiete-von-dunnen-drucktragerfolien-und-siegelschichten\/","title":{"rendered":"\u201cDrucken und Kaschieren\u201d (Teil 3 von 8): Eigenschaften und Einsatzgebiete von d\u00fcnnen Drucktr\u00e4gerfolien und Siegelschichten"},"content":{"rendered":"

3. Teil : H\u00e4ufig verwendete Folien zum Drucken und Kaschieren <\/strong><\/p>\n

EIGENSCHAFTEN UND EINSATZGEBIETE VON D\u00dcNNEN DRUCKTR\u00c4GERFOLIEN UND SIEGELSCHICHTEN<\/strong><\/p>\n

von Karsten Schr\u00f6der und Ansgar Wessendorf<\/p>\n

Im dritten Teil dieser Artikelserie \u00fcber markt\u00fcbliche Arten und Typen synthetischer Folien zur Herstellung von Lebensmittelverpackungen stehen die Eigenschaften und Einsatzgebiete verschiedener Drucktr\u00e4gerfolien und Siegelfolien wie PP und PE im Zentrum der Berichterstattung. <\/em><\/p>\n

Folien als Drucktr\u00e4ger<\/strong>
\nD\u00fcnne, als Drucktr\u00e4ger verwendete Folien, haben noch wesentlich mehr Aufgaben als \u00bbnur\u00ab den Druck aufzunehmen oder ihn im Falle des Zwischenlagendrucks zu sch\u00fctzen. Viel mehr spielen bei der Auswahl dieser Folien, die vor allem f\u00fcr Produkte wie Deckelfolienlaminate, Schlachbeutelfolien und Standbeutel eingesetzt werden, noch weitere Gesichtspunkte und Aufgaben eine wichtige Rolle. Dazu geh\u00f6ren die Verbesserung der Durchsto\u00dffestigkeit, die Erh\u00f6hung von Steifigkeit, Glanzfaktor und Schmelztemperatur der Au\u00dfenseite zur Vermeidung von Anhaftung an Siegelbacken; sowie Gleitf\u00e4higkeit.<\/p>\n

Herstellungsverfahren <\/strong>
\nZur Herstellung biaxial orientierter Folien k\u00f6nnen die nachfolgend kurz beschriebenen Verfahren zum Einsatz kommen:<\/p>\n

1. Double-Bubble-Verfahren<\/em>
\nBei diesem Blasverfahren, das auch bei dem englischen Unternehmen Innovia Films zum Einsatz kommt, wird die Folie nach dem ersten Aufblasen abgek\u00fchlt und anschlie\u00dfend ein zweites Mal bei kontrolliert niedriger Temperatur noch einmal und st\u00e4rker aufgeblasen. Hierdurch ergibt sich ein Verstreckungseffekt sowohl in L\u00e4ngs- als auch in Querrichtung. Derart hergestellte Folien werden auch als \u00bbausgewogene Folien\u00ab (\u00bbbalanced films\u00ab) bezeichnet, da sie \u00e4hnliche Eigenschaften sowohl in L\u00e4ngs- als auch in Querrichtung aufweisen. \"\"<\/a><\/p>\n

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2. Tenter Frame-Verfahren<\/em>
\nBei diesem Gie\u00dfverfahren wird die hergestellte Folie zun\u00e4chst l\u00e4ngs und danach quer verstreckt, was nacheinander oder auch gleichzeitig erfolgen kann. Nach dem Verstrecken erh\u00e4lt die Folie eine Thermofixierung bei geeigneter Temperatur, damit sie bei sp\u00e4terer Erw\u00e4rmung w\u00e4hrend der Verarbeitung oder Anwendung nicht in die urspr\u00fcngliche Form zur\u00fcckschrumpft. Allerdings l\u00e4\u00dft sich ein derartiger Schrumpf nicht v\u00f6llig vermeiden, was sich vor allem beim Siegeln bemerkbar machen kann.\"\"<\/a><\/p>\n

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Biaxial orientiertes Polypropylen<\/strong><\/p>\n

Zu den Vorteilen von biaxial orientierter Polypropylenfolie (PP-BO) geh\u00f6ren verbesserte Transparenz, optimierte Barriereeigenschaften, erh\u00f6hte Festigkeit bei Reduktion der Dehnbarkeit, hoher Glanz, gute Durchsto\u00dffestigkeit, Knickbruchunempfindlichkeit, verbesserte \u00d6lbest\u00e4ndigkeit sowie hohe Wasserdampfdichtigkeit und Steifigkeit.<\/p>\n

Es mu\u00df allerdings darauf hingewiesen werden, da\u00df PP-BO \u00fcber bestimmte, vor allem f\u00fcr Lebensmittelverpackungen wichtige Eigenschaften nicht verf\u00fcgt. Dazu geh\u00f6ren Aromadichtigkeit, Barrief\u00e4higkeit gegen Sauerstoff sowie Sterilisierbarkeit. Dar\u00fcber hinaus erfordert die niedrige Oberfl\u00e4chenspannung des Materials vor der Bedruckung eine entsprechende Vorbehandlung zur Verbesserung der Anhaftung von Farben und Lacken.<\/p>\n

Trotz hoher Dauergebrauchstemperatur ist der relativ niedrige Schmelzpunkt des Materials zu ber\u00fccksichtigen, was Probleme bei Siegelungen oder W\u00e4rmebehandlung jeglicher Art verursachen k\u00f6nnte. In diesem Fall bietet sich das Ausweichen auf biaxial orientiertes Polyethylenterephtalat (PET-BO) an. Die typischen St\u00e4rken von PP-BO Folien f\u00fcr Folienverpackungen liegen in einem Bereich von 12 bis 50 \u00b5m, w\u00e4hrend f\u00fcr Kaschierungen sehr oft Folien mit einer St\u00e4rke von 20 \u00b5m eingesetzt werden.<\/p>\n

Biaxial orientiertes Polyethylenterephtalat <\/strong>
\nEin echter Klassiker im Bereich Druck und Kaschierung ist biaxial orientiertes Polyethylenterephatalat (PET-BO), das im Tender Frame-Verfahren hergesetellt und zumeist in St\u00e4rken von 12 \u00b5m verwendet wird. Aufgrund der Schmelzviskosit\u00e4tseigenschaften und der Feuchtempfindlichkeit des PET k\u00f6nnen diese Folien nicht im Blasverfahren hergestellt werden.<\/p>\n

PET-BO zeichnet sich durch ein ausgewogenes, f\u00fcr Lebensmittelverpackungen ideal geeignetes Eigenschaftsprofil aus. Dies ist dem PP-BO durchaus vergleichbar, wobei PET-BO \u00fcber eine bessere Sauerstoffbarriere, geringere Wasserdampfbarriere sowie eine gute Aromadichtigkeit gegen viele Aromastoffe verf\u00fcgt. Bedingt durch seine hohe Oberfl\u00e4chenspannung ist das Material sehr gut bedruckbar und hat dar\u00fcber hinaus einen sehr hohen Schmelzbereich (>250 \u00b0C).<\/p>\n

Vor allem die guten thermischen Eigenschaften begr\u00fcnden den Einsatz in vielen Gebieten, wo auch PP benutzt werden k\u00f6nnte. Zu den Anwendungsm\u00f6glichkeiten im Verpackungsbereich geh\u00f6ren unter anderem hei\u00dfsiegelf\u00e4hige Folie f\u00fcr Deckel; Barrierefolien f\u00fcr Schlauch- und Standbeutel sowie Mattfolienverpackungen.<\/p>\n

Biaxial orientierte Polyamidfolie<\/strong>
\nBiaxial orientierte Polyamidfolie (PA-BO) kann sowohl im Double Bubble als auch im Tenter Frame-Verfahren hergestellt werden. Obwohl sie von allen in diesem Artikel vorgestellten Folienmaterialien das teuerste ist, so k\u00f6nnen sich Verarbeitungsschwierigkeiten ergeben, wenn das sp\u00e4tere Produkt \u00fcber Eigenschaften wie hohe Durchsto\u00dffestigkeit; gute Sauerstoffbarriere sowie hohe Z\u00e4higkeit verf\u00fcgen soll. Werden jedoch einige Grundvoraussetzungen hinsichtlich der Anforderungen dieses Materials wie auch dessen Verarbeitung beachtet, so lassen sich auch PA-BO-Folien problemlos bedrucken und kaschieren:<\/p>\n

1. Hohe Wasseraufnahme<\/em> Aufgrund des feuchtigkeitsbindenden Verhaltens von Polyamid mu\u00df darauf geachtet werden, die Materialrollen unbedingt mit anderem Folienmaterial (z.B. PE) einzuschlagen. Andernfalls quillt PA-BO auf und ver\u00e4ndert seine Dimensionen sp\u00fcrbar. In diesem Zusammenhang wurden in der Praxis schon L\u00e4ngen\u00e4nderungen von bis zu 1% festgestellt.<\/p>\n

2. Affinit\u00e4t zu L\u00f6semitteln<\/em> Auch L\u00f6semittel wie Ethanol oder Ethylacetat werden von PA-BO aufgenommen, was besondere Anforderungen an die entsprechenden Trocknungsprozesse stellt.<\/p>\n

3. Bildung von Oligomeren an der Oberfl\u00e4che<\/em> Bei einigen Typen vonPA-BO kommt es zur Bildung von Oligomeren an der Oberfl\u00e4che, worunter die Haftung von Klebstoffen oder Druckfarben trotz hoher Oberfl\u00e4chenspannung leiden kann. Hier hilft oftmals eine moderate Korona-Vorbehandlung, die in diesem Fall jedoch haupts\u00e4chlich reinigend wirken soll.<\/p>\n

Polyethylenfolien<\/strong>
\nFolien aus Polyethylen (PE) werden zumeist als Siegelschichten, gelegentlich jedoch auch als Drucktr\u00e4ger-Verbundfolien (z.B. PE\/PE) verwendet, die haupts\u00e4chlich f\u00fcr Hygiene- und Tiefk\u00fchlanwendungen zum Einsatz kommen. Aufgrund der Nicht-Orientieruung der PE-Folien ist die Verarbeitung im Tiefdruck oft schwierig und setzt sehr zugsteifge Materialien voraus, wie sie beispielsweise aus dem Bereich der Verpackungen f\u00fcr Papiertaschent\u00fccher bekannt sind. Zumeist werden PE-Folien jedoch im Flexoverfahren mit Zentralzylindermaschinen bedruckt, da dort die geringere Zugfestigkeit durch die Einzylinderanordnung keine Probleme verursacht.<\/p>\n

Das haupts\u00e4chliche Einsatzgebiet von Polyethylenfolien ist jedoch die Siegelschicht. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn eine Siegelschicht mit einer St\u00e4rke von mehr als 1 \u00b5m ben\u00f6tigt wird, wie sie durch Lackierungen oder Coextrusion von PP-BO realisiert werden.<\/p>\n

PE-Materialien werden nach Dichteklassen unterschieden, die sich allerdings oftmals \u00fcberlappen: <\/strong><\/p>\n

Bezeichnung\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Dichtebereich [g\/cm\u00b3] [als Kasten oder Tabelle formatieren]<\/strong>
\nPlastomere\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <0,90
\nPE-VLD\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,900-0,910
\nPE-LD\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,915\u20130,935
\nPE-MD\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,935\u20130,945
\nPE-LLD\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,860\u20130,960
\nPE-HD\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 0,945\u20130,965
\nZum Vergleich: PP\u00a0\u00a0\u00a0 ca. 0,90<\/em><\/p>\n

Je niedriger die Dichte ist desto geringer ist die Kristallinit\u00e4t, was bei Kunststoffen die Anordnung von Molek\u00fclen bzw. Atomen oder Ionen in einer gleichm\u00e4\u00dfigen, sich wiederholenden Struktur bezeichnet. Dabei gilt: Je h\u00f6her die Transparenz desto flexibler die Materialien. Dar\u00fcber hinaus sinkt bei abnehmender Dichte auch der Erweichungspunkt, was sich insbesondere beim Siegeln positiv auswirken kann.<\/p>\n

Polyethylenfolien werden heute grunds\u00e4tzlich als Mischungen und meistens im Coextrusionsverfahren hergestellt, was in der Folge das Angebot an PE-Siegelschichten sehr breit und un\u00fcbersichtlich macht. Der Anwender, Drucker oder Kaschierer kann eigentlich nur \u00fcber die Spezifikation der gew\u00fcnschten Funktion und Materialeigenschaften vergleichbare Qualit\u00e4ten verschiedener Hersteller beziehen. Eine Spezifikation der Rezepturen f\u00fchrt in der Regel nicht zur Standardisierung, da die Verarbeitungsparameter dieses teilkristallienen Werkstoffs die sp\u00e4teren Eigenschaften wesentlich vorbestimmen.<\/p>\n

Heute sind Metallocene-PE-Folientypen zu einem Industriestandard geworden. Eine besondere Gruppe sind hingegen die Plastomere, die wegen ihrer extrem niedrigen Dichte besonders niedrige Schmelzpunkte aufweisen. Hier haben einige Spezialtypen zudem sehr gute Hot-Tack Eigenschaften und siegeln hervorragend durch kontaminierte Siegelbereiche.<\/p>\n

Den Verarbeiter bereiten diese Folien jedoch wegen deren Plastizit\u00e4t und damit einhergehenden niedrigen Reibwerte (Stumpfheit) einige Probleme. Daher werden oft gro\u00dfe Mengen an Gleitmitteln zugegeben, was bei der sp\u00e4teren Auswahl von Durckfarben und Klebstoffen ber\u00fccksichtigt werden mu\u00df. Sehr niedrige Oberfl\u00e4chenspannungen, wie sie f\u00fcr alle Polyolefine (PE und PP) charakteristisch sind, bedingen eine gute Vorbehandlung mittels Corona, Beflammung oder Ozon.<\/p>\n

Zusammenfassend l\u00e4\u00dft sich sagen, das PE-Folien die klassischen Materialien f\u00fcr Siegelschichten darstellen, w\u00e4hrend sie als Drucktr\u00e4ger eher selten eingesetzt werden. Doch auch hier gilt: Keine Regel ohne Ausnahme.<\/p>\n

Polypropylen<\/strong>
\nPolypropylen (PP) unterscheidet sich zwar nur durch eine zus\u00e4tzliche CH3-Gruppe in der Monomereinheit von PE, verf\u00fcgt aber dennoch \u00fcber grundlegend andere Eigenschaften. Nicht orientierten Siegelfolien kommen immer dann zum Einsatz, wenn Folien mit h\u00f6herer Temperaturbest\u00e4ndigkeit ben\u00f6tigt werden. Ein Hauptanwendungsgebiet im Bereich der Lebensmittelverpackungen sind sterilisierfeste Folien, die Temperaturen von bis zu 140 \u00b0C aushalten. Hierf\u00fcr ist jedoch PE nicht geignet, da dessen Schmelzpunkt darunter liegt.<\/p>\n

Hinsichtlich der Dichtewerte sind die verschiedenen PP-Materialien nahezu identisch und es treten kaum Variationen auf. Es wird grunds\u00e4tzlich zwischen vier verschiedenen Typen von PP unterschieden:<\/p>\n

Typen von PP<\/strong><\/span><\/p>\n

A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A <\/span> PP Homopolymer
\nA-A-B<\/span>-A-A-A-B<\/span>-A-A-B<\/span>-A-A-A-A-B<\/span>-A-A-A\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0PP statistisches Copolymer<\/span><\/span>
\n A-A-B-B-B-B-<\/span>A-A-A-B-B-B-<\/span>A-A-A-A-A-A\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0PP heterophasisches Copolymer<\/span><\/span>
\n A-A-B-B-B<\/span>-A-A-B<\/span>-A-A-B-B-B<\/span>-A-A-B<\/span>-A-A-A<\/span> PP statistisch-heterophasisches Copolymer<\/p>\n

A<\/span> = Propylen-Monomer
\nB<\/span> = Ethylen-Comonomer<\/p>\n

1. PP Homopolymer<\/em> Dieses \u00bbreine\u00ab PP zeichnet sich durch gute Transparenz und Steifigkeit aus. Ein Nachteil ist allerdings der recht hohe Gas\u00fcbergangsbereich, wodurch das Material nicht f\u00fcr Tiefk\u00fchlanwendungen eingesetzt wird.<\/p>\n

2. PP statistisches Copolymer<\/em> Diese Copolymer aus PP und PE siegelt bei etwas niedrigeren Temperaturen und ist weicher als das PP Homopolymer. Dar\u00fcber hinaus ist es nicht so steif und weniger k\u00e4lteempfindlich. Den Namen erhielt es durch die statistisch regellose Verteilung der Ethylenanteile.<\/p>\n

3. PP heterophasisches Block-Copolymer<\/em> Hierbei handelt es sich um ein Copolymer mit einem Gummianteil, der sich in Bl\u00f6cken und einer zweiten Phase ausbildet, wodurch sich eine Tr\u00fcbung aber auch sehr gute dynamische Festigkeiten ergeben k\u00f6nnen. Dieses heterophasisches Block-Copolymer wird auch als HeCo-PP bezeichnet.<\/p>\n

PP statistisch-heterophasisches Copolymer<\/strong>
\nDieses RaHeCo PP ist eine Kombination aus statistischem und heterophasischem Copolymer, das Eigenschaften beider PP-Typen in sich vereint. Es ist relativ transparent, weich und z\u00e4h, wodurch es als Siegelschicht auch f\u00fcr Tiefk\u00fchlanwendungen geeignet ist.<\/p>\n

[das Thema wird im n\u00e4chsten Beitrag, “Drucken und Kaschieren” Teil 4 von 8, fortgesetzt]<\/strong><\/p>\n

Innoform auf\u00a0\u00a0\"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

Kontakt:<\/strong><\/p>\n

Innoform GmbH Testservice<\/strong>
\nIndustriehof 3,
\n26133 Oldenburg
\nTS@innoform.de<\/p>\n

www.innoform.de<\/strong><\/a><\/strong><\/p>\n


\n<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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