Delamination Lebensmittelverpackung

Mehrschichtverbunde mit Aluminium (aufgedampft oder laminiert) sind einer der wichtigsten Verpackungsstoffe, da sie empfindliche Lebensmittel ausgezeichnet vor Sauerstoff, Wasserdampf und Licht schützen und dabei gleichzeitig kostengünstig, leicht, flexibel und mechanisch stabil sind. Die Verbindung der unterschiedlichen Materialien stellt jedoch einen potentiellen Schwachpunkt dar: Inhaltsstoffe aus dem verpackten Produkt wie Öle, Säuren, Alkohole können mit der Zeit in den Verbund wandern (Migration) und innerhalb des Verpackungsmaterials chemische und strukturelle Veränderungen auslösen. Schon geringe mechanische Belastungen, z. B. beim Transport, können den Verbund schwächen und Korrosion an der Aluminiumschicht ermöglichen. Infolgedessen sind Delaminationserscheinungen des Verpackungsverbundes und Migrationen der Korrosionsprodukte in das Lebensmittel möglich. Um diesen unerwünschten Vorgängen entgegenzuwirken, muss zunächst ermittelt werden, welche Prozesse dabei genau ablaufen und wann das Versagen eintritt. Diese neuen Erkenntnisse, welche innerhalb dieses Projektes gewonnen werden, sollen später bereits bei der Planung einer Verpackung berücksichtigt werden. Momentan beginnt erst im Schadensfall eine aufwändige Suche nach geeigneteren Verbundmaterialien oder Klebstoffen, was oft eine Neuentwicklung der Verpackung mit sich bringt.

Das Projektvorhaben zielt daher darauf ab, anhand typischer Beispiele aufzuklären, wie chemische Reaktionen im Verpackungsmaterial sich auf die mechanische Belastbarkeit auswirken. Da es sich hierbei um ein komplexes multidisziplinäres Problem handelt, haben sich drei der bedeutendsten Forschungsinstitute auf dem Gebiet der Kunststoff-Forschung (Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. – IPF), Korrosionsphänomene (Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH – IKS) und Verpackungsentwicklung (Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung – IVV) zusammengeschlossen.

Das Projekt wird chemische Delaminations-Phänomene in Aluminium-Verbundverpackungen anhand von theoretischen Betrachtungen (Phase 1), vereinfachten Modellsystemen (Phase 2) und schließlich marktüblichen Verpackungslösungen mit ausgewählten Produkten (Phase 3) untersuchen. Als Resultat ergeben sich daraus Entscheidungsunterstützungssysteme und Datenbanken für die gezielte Verpackungsentwicklung chemisch aktiver Produkte. Die Aufklärung der Korrosions- und Schadprozesse nach Lagerung ermöglichen eine Vermeidung von Schadfällen und eine gezielte Vorhersage der Lebensdauer der Verpackungslösungen. Damit können die im Verbund verwendeten Materialmengen und Materialien auf ein Minimum reduziert werden, weil die Haltbarkeit der Verpackung mit der angestrebten Haltbarkeit des Produkts abgestimmt wird. Die am Projekt beteiligten Unternehmen können konkrete Schadensfälle in Phase 3 einbringen und so direkten Nutzen aus den Projektergebnissen gewinnen.