Messsystem ExtruStab

Forschungstitel:
Konzept für ein standardisiertes Messsystem: Analyse von Kunststoffcompounds mit aktiven Funktionen in Bezug auf Polymer-Oberflächen-Wechselwirkungen in Extrusionswerkzeugen und der Extrusionsstabilität

Entwicklung eines Entscheidungstools für die Materialauswahl und die Ermittlung von Extrusionsbedingungen (ExtruStab)

Arbeitsgruppe: Erhalt der Lebensmittelqualität

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  • Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Sven Sängerlaub
  • Universität Duisburg–Essen, Lehrstuhl für Konstruktion und Kunststoffmaschinen, Michael Burgfeld, Daniel Schlemmer

IGF-Vorhaben: 18343 N
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2014 – 2017

Die Packmittel produzierende Industrie stellt zunehmend Folien mit aktiven Funktionen für Lebensmittel und Pharmazeutika her. Diese aktiven Verpackungen absorbieren und reagieren mit Stoffen, die das Packgut schädigen oder sie geben gezielt Stoffe an das verpackte Gut oder den Kopfraum ab. Beispiele für aktive Verpackungen sind Sauerstoff-Absorber, Feuchte-Absorber und antimikrobielle Verpackungen.

Bei aktiven Verpackungen handelt es sich um Folien mit separaten aktiven Schichten oder Spritzgussteile und geblasene Flaschen mit aktiven Komponenten in der Polymermatrix. Diese Verpackungsmaterialien werden durch Extrusionsprozesse hergestellt. Die Produktion dieser Verpackungsmaterialien und der dazu notwendigen Masterbatche eröffnet besonders kleinen und mittelständischen Extrusionsbetrieben bedeutsame Chancen zur Produktdifferenzierung und zur Besetzung vielfältiger, ertragreicher Nischenmärkte.

Die Produktion aktiver Materialien ist jedoch mit Risiken und notwendigen Optimierungen im Produktionsprozess verbunden. Diese Risiken stellen für viele Extrudeure im Verpackungsbereich eine neue Situation und eine Herausforderung dar. Viele Komponenten aktiver Verpackungen sind reaktiv und wirken potentiell korrosiv. Sie können im ungünstigsten Fall die Standzeiten von Extrusionsanlagen reduzieren. Außerdem können die Komponenten zu einer erhöhten Ausschussrate bei den daraus hergestellten Verpackungsmaterialien führen. Durch die korrosive Wirkung und die erschwerte Verarbeitbarkeit steigen die Hürden für die Umsetzung dieser Technologie. Von den zusätzlichen Marktchancen, die diese Technologie bietet, können diese Betriebe deshalb nicht profitieren. Durch die Beherrschung dieser Fragestellungen können sich kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) gegenüber Großunternehmen profilieren.

Bisher fehlt ein Tool für den Entscheidungsprozess, mit dem die korrosive Wirkung und die Verarbeitungsstabilität aktiver Compounds kostengünstig abgeschätzt werden können. Das Entscheidungstool soll die Auswahl geeigneter Extrusionswerkzeuge, das heißt geeigneter Oberflächenvergütungen, erlauben. Im Projekt ExtruStab wird dieser Herausforderung durch die Entwicklung eines einfachen, kostengünstigen Messsystems begegnet. Die korrosive Wirkung aktiver Compounds an Extrusionswerkzeugen soll damit in Zukunft abgeschätzt und es sollen geeignete Extrusionswerkzeuge in Bezug auf die Oberflächenvergütung und Korrosionsstabilität ausgewählt werden. Zusätzlich können Compound-Formulierungen optimiert werden, so dass sie keinen oder lediglich einen geringen Verschleiß verursachen. Dass Messsystem soll darüber hinaus zur Analyse der Extrusionsstabilität von Polymeren und von Compounds geeignet sein. Daraus können optimale Verarbeitungsparameter abgeleitet werden.

Zum Artikel Verpackungs-Rundschau

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.

Aktuelle Termine zu diesem Projekt

05. / 06.02.2020
Abfüll- und Verpackungsprozesse, Erhalt der LebensmittelqualitätVVD MEETS FREISINGER TAGE: Recycling Ort: Fraunhofer IVV, Freising