EasyReliablePeel

Forschungstitel:
Vorausberechnung der Öffnungskraft von peelbaren Verpackungen und Beschreibung von material- und siegelprozessseitigen Einflussgrößen auf die Herstellung sicher verschlossener und leicht zu öffnender Verpackungen

Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse

Forschungsstelle und wissenschaftliche Projektbetreuung:

  • Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Außenstelle für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik Dresden; Ina Schreib / Roland Kiese
  • Martin-Luther Universiät, Halle-Wittenberg; Dr. Katrin Reincke

IGF-Vorhaben: 18613 BR
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2015 – 2017

In den letzten Jahren entwickelte Peelsysteme schufen die technischen Voraussetzungen für die Markteinführung von Easy Opening-Konzepten. Diese Verpackungskonzepte werden von Verbrauchern und technischen Anwendern verstärkt nachgefragt. Verbraucherseitig führt nicht zuletzt der demografische Wandel zur Forderung nach leicht zu öffnenden Verpackungen. Peelbare Verpackungen sind nicht nur im Bereich der Verbraucherverpackungen auf dem Vormarsch, sondern ermöglichen auch im medizinischen Bereich eine Vereinfachung der Handhabung von Medizinprodukten im Sterilbereich und die Reduzierung der Gefahr von Kontaminationen. Voraussetzung dafür ist jedoch ein sicher funktionierendes Peelsystem und die Vermeidung von Fehlerbildern wie sogenanntem Engelshaar und Packstoffeinrissen während des Öffnens der Packung. An Easy-Opening-Verpackungen müssen niedrige Öffnungskräfte realisiert werden, um Richtwerte für verbraucherfreundliche Öffnungskräfte nach IVLV-Merkblatt 106 einzuhalten. Primär ist jedoch die Sicherheit der Produkte während Transport, Umschlag und Lagerung. Die Vereinigung beider Anforderungen (Produktsicherheit und leichtes Öffnen) erfordert einen niedrigen Kraftwert verbunden mit einer extrem kleinen Schwankungsbreite. Daraus leiten sich sehr hohe Ansprüche an die Prozessführung und die Eigenschaften der Packstoffe ab.

Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung eines Vorausberechnungstools für Öffnungskräfte an peelbaren Verpackungen und die Beschreibung des Einflusses von Packstoffaufbau sowie dem Ort und der Richtung der Krafteinleitung auf die Materialtrennung bei Adhäsiv- und Kohäsiv-Peelsystemen an ganzen Packungen und damit auf deren Öffnungsverhalten. Dies wird realisiert durch:

  • Beschreibung der Rissinitiierungs- und Rissausbreitungsvorgänge in der Siegelnaht während des Trennvorgangs, abhängig vom Folienaufbau (Träger- und Peelschicht) und von den Sie-gelbedingungen (Nahtbildungsverhalten)
  • Aufstellung von Struktur-Eigenschafts-Korrelationen (Beziehungen zwischen Polymerstruktur, Haftungsmechanismen und den resultierenden Rissinitiierungs- und Rissausbreitungsprozes-sen) auf Basis der Strukturuntersuchungen sowie der Peelversuche
  • Beschreibung der geometrischen Bedingungen beim Peelvorgang an realen Packungen (Länge der Peellinie, Öffnungsrichtung) im Vergleich zu Folienteststreifen
  • Beschreibung von Einflussgrößen zur Vermeidung von fehlerhaften Nahtöffnungsbildern, wie Einreißen, Delamination, Engelshaar

Die Verifizierung der im Projekt ermittelten Einflussgrößen erfolgt über ein einfaches Berechnungstool in Form eines Demonstrators. Dieses dient der Vorausberechnung der Öffnungskraft mit Hilfe von CAD-Daten der Siegelnahtkontur und Packstoffeigenschaften. Nach Projektende steht das Tool für die Durchführung von Entwicklungsaufträgen mit der Industrie zur Verfügung. Die im Projekt gewonnenen Ergebnisse werden allgemeinverständlich in einem Anwenderleitfaden mit Hinweisen für die Herstellung peelbarer Verpackungen aufgearbeitet und in Form eines IVLV-Merkblattes veröffentlicht.

Projektberichte

Sitzungsunterlagen

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.