Inspektionssysteme werden immer mehr ein zwingender Bestandteil von Produktionslinien. Einerseits fordern die Kunden eine 100%ige Qualitätskontrolle (Pharma-, Medizin-, Hygiene-, Lebensmittelfolien etc.), andererseits möchte der Hersteller Ausschuss vermeiden und seinen Produktionsprozess optimieren. Bei sehr hohen Investitionskosten für die Produktionslinien besitzt der Hersteller kein objektives Wissen über die Qualität der Folien und des Prozesses.

Jedoch ist die ganzheitliche Integration der Inspektionssysteme ein langer Weg, denn wer kennt schon die Anforderungen der Kunden und bespricht diese Thematik offensiv. In der Stahl-, Papier- und auch der Polymerindustrie ist dieses Qualitätskonzept schon flächendeckend (intern) standardisiert, wenn auch in jeder Firma unterschiedlich.

Die Pharmafolien- und Lebensmittelfolienhersteller sind hier Pioniere und haben Systeme flächendeckend im Einsatz.

Es werden die Standards für die Inspektion der Pharma- und auch der Lebensmittelfolien erläutert und die dort zum Einsatz kommende Technologie. Ferner werden für die einzelnen Applikationen praktische Beispiele erläutert.

Immer mehr Lasersysteme werden in der Verpackungsindustrie zum Perforieren von Folien eingesetzt, um einen definierten Gasaustausch zu ermöglichen und somit die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern. Zur Berechnung der nötigen Lochanzahl wird die Software StarMap eingesetzt, die auch eigene Respirationsmessungen und spezifische Folien verwenden kann. Durch verschiedene Parameter ist dem Anwender möglich, die Empfindlichkeit des Systems aus Produkt und Folie einfach zu sehen. Messungen an Praxisbeispielen belegen, wie sich die Haltbarkeit der Produkte durch die Löcher verlängert. Im Lasersystem selber können während der Produktion die berechneten Löcher qualitativ überprüft werden.

Das in einer Verpackung abgefüllte Produkt sollte im Idealfall vollständig vom Verbraucher entnommen werden können, d. h. die Verpackung sollte vollkommen restentleerbar sein. Vor allem bei hochviskosen Füllgütern ist die Forderung nach Restentleerbarkeit der Verpackung nicht immer gewährleistet.

Bei Lebens-, Reinigungs- und Körperpflegemittelverpackungen, die ein Anhaftverhalten zur Oberfläche zeigen, verbleiben Restmengen von bis zu 20 % vom Produkt in der Verpackung. Bei Schmiermittel sind es etwa 3 %. Die Forderung nach Restentleerbarkeit ergibt sich aus ökonomischen und ökologischen Aspekten. Zunächst ist es für den Konsumenten wünschenswert (Kundenzufriedenheit), möglichst den gesamten Inhalt einer Verpackung nutzen zu können. Der Anteil des abgefüllten Produkts durchläuft die gesamte Produktionskette mit ihren Aufwendungen. Die Restmengen werden vom Endkonsumenten nicht genutzt, tragen zur Umweltbelastung bei und werden letztendlich zum Abfall. Hohe Anteile an Verunreinigungen führen bei der Verwertung von Kunststoffverpackungen zu einer geringeren Ausbeute des Recyclingkunststoffs und zu höheren Reinigungsaufwendungen und Umweltlasten.

Das Forschungsprojekt OptiNanoPro entwickelt deshalb unterschiedliche Ansätze, um durch Nanotechnologie in Produktionslinien für Verpackungsmaterialien, die Restentleerung von Verpackungen zu verbessern. Die Aufgaben des Fraunhofer IVV bestehen einerseits in der Weiterentwicklung des nasschemischen Beschichtungsprozesses von Verpackungsfolien, um so den Auftrag von Lacken mit dispergierten Nanopartikeln zu ermöglichen. Ziel ist es durch den Einsatz von Nanopartikeln die Durchlässigkeiten der Folien zu verringern. Andererseits werden sowohl die dabei erzielten Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und Wasserdampf als auch die Restentleerbarkeit von Verpackungen mit modifizierten Oberflächen bewertet.

Der Kaschierklebstoffmarkt für flexible Verpackungen wird in Europa traditionell von zwei
Klebstofftechnologien dominiert: lösungsmittelhaltige und lösungsmittelfreie 100%-
Polyurethanklebstoffe. Zuletzt fanden jedoch wasserbasierte Systeme mehr und mehr Interesse
und Zuspruch, da sie eine attraktive Alternative zu den anderen Klebstoffen darstellen.
Wasserbasierte Laminierklebstoffe unterscheiden sich durch ihr einzigartiges Eigenschaftsprofil
von den herkömmlichen Klebstoffsystemen - und helfen ihren Anwendern von den folgenden 5
Zukunftstrends zu profitieren:

1) Zunehmender Fokus auf Lebensmittelsicherheit und damit verbunden auf
Verpackungssicherheit und Migration
Wasserbasierte Klebstoffe sind durch ihren chemischen Aufbau inhärent sichere Systeme und
somit bestens für den Lebensmittelbereich geeignet. Sie enthalten keine organischen
Lösungsmittel. Eine Entstehung von aromatischen Aminen ist ausgeschlossen. Dies führt zu
einem geringeren Prüfaufwand und einer höheren Sicherheit der verpackten Lebensmittel.

2) Verstärkte kritische Auseinandersetzung mit aromatischen Isocyanaten und organischen
Lösungsmitteln und ihren Auswirkungen auf die Arbeitsplatzsicherheit
Wasserbasierte Klebstoffe sind frei von aromatischen Isocyanaten und organischen
Lösungsmitteln und bieten maximale Arbeitsplatzsicherheit.

3) Verkürzung der Lieferzeit in der Wertschöpfungskette
Die hohen Anfangsfestigkeiten wasserbasierter Klebstoffe erlauben die sofortige
Weiterverarbeitung der Laminate. Aushärtezeiten entfallen nahezu, da die chemische Reaktion
bereits beim Hersteller stattfand. Laminierung und Auslieferung sind innerhalb eines Tages
möglich.

4) Digital Printing
Wasserbasierte Klebstoffe stellen die perfekte Ergänzung zu digitalen Druckfarben dar und
führen im Bereich Digitaldruck zu sehr guten Ergebnissen.

5) Trend zu mehr Nachhaltigkeit
Wie in einer durch den TÜV Rheinland zertifizierten Ökoeffizienzanalyse der verschiedenen
Klebstoffsysteme gezeigt werden konnte, schneiden lösungsmittelhaltige Klebstoffsysteme in
Sachen Ökoeffizienz am schlechtesten ab. Wasserbasierte und lösungsmittelfreie
Klebstoffsysteme sind deutlich ökoeffizienter und befinden sich auf einem vergleichbaren Niveau.
Zudem sind wasserbasierte Klebstoffe auch deshalb nachhaltiger, weil sie helfen typische
Verarbeitungsprobleme wie das Teleskopieren der Rollen oder Blasenbildung zu vermeiden.
Auch wenn im Moment noch nicht die hohen Klebekräfte der besten lösungsmittelhaltigen
Klebstoffe erreicht werden können - wasserbasierte Klebstoffe genügen den Anforderungen, die
in den Anwendungsbereichen General Purpose bis zur unteren High Performance an Klebstoffe
gestellt werden. Typische Vorurteile gegenüber wasserbasierten Klebstoffen wie Nachteile bei
Trocknungskosten, Maschinengeschwindigkeiten, Auftragsgewichten, Einkaufspreisen oder
Anlageninvestitionen erweisen sich bei genauerer Betrachtung als haltlos oder müssen zumindest relativiert werden.

Fast zwei Drittel aller Verpackungen für private Endverbraucher sind aus Kunststoff. Ihr Anteil am Verpackungsverbrauch beträgt jedoch nur etwa ein Viertel. Dies liegt nicht zuletzt an der zunehmenden Optimierung und Entmaterialisierung. Der Vortrag behandelt die Auswirkungen dieser und andere Trends auf die Stoffströme und die Verwertungswege von Kunststoffverpackungen und Folien. Darüber hinaus werden Verwertungsarten betrachtet und verschiedene gesetzliche Forderungen zur Verwertung von Kunststoffverpackungen diskutiert.

Aufgrund der stark steigenden Nachfrage nach flexiblen Folienverpackungen, vor allem in der Lebensmittelindustrie, sind stark bedruckte, metallisierte bzw. laminierte Folienabfälle in großer Menge verfügbar. Während bei bedruckten Produktverpackungen vor allem Marketing-Aspekte den Ausschlag geben, überwiegen bei Laminierung bzw. Coextrusion die technischen Vorteile wie z.B. Produktschutz, Feuchtigkeitsregulierung, UV-Schutz oder Aromaversiegelung. Für das Recycling dieser „Multimaterial-Verpackungen“ gibt es technologische Lösungen, allerdings sind die Anwendungen der daraus produzierten Regranulate limitiert. Um Kunststoffabfall in hochwertiges und akzeptiertes Sekundärrohmaterial zu verwandeln, verlangt es nach einer intensiven Kommunikation innerhalb der gesamten Kunststoffindustrie – zwischen Rohmateriallieferanten, Kunststoffverarbeitern und Recyclern. Das ist die Grundlage für funktionierendes Eco-Design. Nur so schafft man es, neue Produkte zu entwickeln, deren spätere Rezyklierbarkeit bereits bei der Herstellung berücksichtigt wird.

Flexible Verpackungen sind aus unserem täglichen Gebrauch nicht mehr wegzudenken. Mit Ausnahme der Experten aus der Verpackungsbranche sind sich die Endverbraucher über die vielfältigen Vorteile flexibler Verpackungen nicht bewusst. Ein attraktives Design für Lebensmittel Verpackungen rückt im Kampf um den Konsumenten mehr in den Vordergrund. In der Kundenwahrnehmung werden die Aufwendungen die seitens der Kaschierindustrie erfolgen um unterschiedliche Funktionalitäten zu gewährleisten typischerweise nicht erfasst.

Unsere wachsende Bevölkerung, weniger Ressourcen und steigende Anforderungen an die Verpackung führen zu kontinuierlich neuen Entwicklungen. Die Sprecherin wird erläutern inwiefern Beschichtungen mit ausgewählten Funktionalitäten die Errungenschaften der Verpackungsindustrie hinsichtlich Nachhaltigkeit unterstützen und dabei zusätzlich kosteneffizient sein können. Dabei wird sie auch auf die Frage eingehen ob funktionelle Beschichtungen als Ersatz oder sinnvolle Ergänzung zu verstehen sind.