Packmittelbelastungsgrenzen

Problemstellung

Der Trend zur Schonung der Ressourcen und der damit verbundenen Materialeinsparung sowie zur Steigerung der Ausbringung reißt auch in der Verpackungsbranche nicht ab. Um den ständig steigenden Ansprüchen gerecht werden zu können, finden zunehmend Materialien geringerer Dicke Anwendung. Bekanntermaßen zeigen Verpackungsfolien ausgeprägte Permeationseigenschaften. Aus Gründen des Produktschutzes vor Sauerstoff oder Wasserdampf sowie des Schutzes vor Aromaverlust, wurde eine Vielzahl von Verbundarten mit verschiedenen Barriereeigenschaften entwickelt. Vor dem Hintergrund der Materialeinsparung kommen zunehmend metallisierte Folien zum Einsatz, welche sich gegenüber mechanischen Beanspruchungen, wie sie im Verarbeitungs- und Verpackungsprozess auftreten, sehr sensibel verhalten. Schon bei geringen Beanspruchungen kann es zur Schädigung und somit zu einer erheblichen Verschlechterung der Permeationseigenschaften kommen, so dass der Produktschutz nicht mehr ausreichend gewährleistet werden kann.

Zielstellung

Ziel des durchzuführenden Forschungsprojektes ist zum einen die Systematisierung von Schadensbildern sowie die Untersuchung schädigungsverursachender Mechanismen beim Verarbeiten bahnförmiger Packstoffe (insbesondere von Folien) unter dynamischen Verarbeitungs- und Prüfbedingungen. Darüber hinaus soll eine theoretische Basis geschaffen werden, die das Zusammenwirken aller relevanten Einflussgrößen berücksichtigt und die es erlaubt:

• zu erwartende Abzugskräfte vorauszusagen, um Packstoffe entsprechend zu dimensionieren,
• ein Abzugskraftfenster zu definieren, welches unter Berücksichtigung aller relevanten Einflussgrößen eine sichere und schädigungsarme Verarbeitung erlaubt
• sowie Erkenntnisse für eine günstige Arbeitsorgangestaltung abzuleiten.

Lösungsweg

Ausgehend von einer detaillierten Untersuchung der Wirkungen relevanter Einflussgrößen wird eine Systematik erstellt, die es ermöglicht, vom Schadensfall Rückschlüsse auf die Ursache zu ziehen und diese im Verarbeitungs- bzw. Verpackungsprozess zu lokalisieren. Die Wirkmechanismen der schädigungsverursachenden Wirkpaarungen werden experimentell und theoretisch untersucht. Die gewonnen Erkenntnisse sollen in einem Gesamtmodell zusammengefasst werden, welches experimentell zu verifizieren ist um mögliche Schädigungen im Vorfeld abschätzen zu können. Um eine Verifizierung zu ermöglichen, stellt ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens die Entwicklung eines Messsystems dar, mit welchem unter realen Prozessbedingungen die wirkenden Bahnkräfte und Bahnkraftprofile ermittelt werden können.