Migrationsprüfung von TPEs

Forschungstitel:
Evaluierung geeigneter Migrationsprüfbedingungen für thermoplastische Elastomere zur Konformitätsprüfung

Arbeitsgruppe: Konformität von Verpackungen

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  1. Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Dr. Angela Störmer

Finanzierung: IVLV
Laufzeit: 2020

Thermoplastische Elastomere (TPE) sind Kunststoffe, die bei Raumtemperatur elastische Eigenschaften aufweisen ähnlich wie Gummis. TPEs lassen sich jedoch im Gegensatz zu Gummis wie Thermoplaste verarbeiten. Sie haben damit aus physikalisch-chemischer Sicht eine Mittelstellung zwischen Kunststoffen und gummiähnlichen Elastomeren. Typische Anwendungen von TPEs im direkten und zum Teil mehrfachen Kontakt zu Lebensmitteln sind Dichtungen für Aufbewahrungsdosen und Trinkflaschen, Dichtungsmassen in Kronkorken bzw. Flaschenverschlüssen, Dosierventile, sowie flexible Küchenartikel wie zusammenklappbare Siebe, Babylöffel und Trinkbecher. Aus rechtlicher Sicht fallen die thermoplastischen Elastomere (TPE) in den Anwendungsbereich der europäischen Kunststoffverordnung (EU) Nr. 10/2011. TPEs müssen daher die festgelegten Migrationsgrenzwerte (Gesamtmigration und spezifische Migration) einhalten und es gelten für sie daher auch die Migrationsprüfanforderungen aus Anhang III und V der Kunststoffverordnung. Jedoch unterscheiden sie sich insbesondere wegen ihrer elastomeren Eigenschaften in Hinblick auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften von den üblichen Massekunststoffen. Bei der Migrationsprüfung bzw. in Kontakt mit reinen Ölen (z.B. Olivenöl, Lebensmittelsimulanz D2) quellen TPE-Materialien stark an. Auch in Kontakt mit den Fettersatzsimulanzien 95 % Ethanol und Isooktan werden TPEs stark, in Kontakt mit 50 % Ethanol partiell, angegriffen, so dass die reale Migration in fetthaltige Lebensmittel überschätzt und unter den angewandten Prüfbedingungen die Einhaltung der Migrationsgrenzwerte häufig nicht gezeigt werden kann.

Im Rahmen dieses Vorprojektes sollen verschiedene TPE-Typen auf ihre migrierfähigen Komponenten gescreent werden und auf ihre Eignung für vergleichende Untersuchungen mit Simulantien und realen Lebensmitteln hin geprüft werden. Weiterhin soll das Quellungsverhalten von verschiedenen TPE-Typen im Kontakt mit Simulantien und realen fetthaltigen Lebensmitteln verglichen werden. Auf der Basis dieser Vorarbeiten wird ein Konzept entwickelt, um im Rahmen eines künftigen größeren Forschungsprojektes geeignete realistische experimentelle und theoretische Simulationen der Übergänge auf tatsächliche Lebensmittel zu erarbeiten.