Mehrweg-Flaschen-Etikettierung künftig mittels wasserlöslicher ...
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Institut für Biologische Verfahrenstechnik<br />
www.che.hs-mannheim.de/ibv<br />
Wasserlösliche Kollagenfolien für die <strong>Mehrweg</strong>-<strong>Flaschen</strong>-<strong>Etikettierung</strong><br />
<strong>Mehrweg</strong>-<strong>Flaschen</strong>-<strong>Etikettierung</strong><br />
<strong>künftig</strong> <strong>mittels</strong> <strong>wasserlöslicher</strong> Kollagenfolien ?<br />
DBU Projekt-Nr.: 217050802<br />
Isabell Sommer, Peter M. Kunz - Institut für Biologische Verfahrenstechnik HS Mannheim<br />
Hintergrund<br />
An der Hochschule Mannheim wird in einem Projekt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt<br />
untersucht, wo und wie aus dem natürlichen Rohstoff Kollagen hergestellte Kollagenfolien<br />
eingesetzt werden können und im Hinblick auf die Verknappung der Erdölressourcen<br />
und des CO2-Haushaltes konventionelle Folien substituiert werden können. Abbildung<br />
1 zeigt eine kommerziell erhältliche Kollagenfolie der Firma Naturin Viscofan GmbH,<br />
Weinheim.<br />
Abb. 1: Kollagen-Folie (Naturin Viscofan GmbH) – Meterware im Einsatz<br />
Probleme bei der Entfernung von <strong>Mehrweg</strong>flaschen –<br />
<strong>Etikettierung</strong>en<br />
Zum Ablösen der Etiketten durch den Abfüller durchlaufen die <strong>Flaschen</strong> zwei aufeinanderfolgende<br />
Verarbeitungsschritte. Im ersten Schritt werden die Etiketten in einem Laugebad<br />
von den <strong>Flaschen</strong> gelöst, Im zweiten Schritt werden die abgelösten Etiketten zunächst<br />
durch Überschwallung der <strong>Flaschen</strong> mit Lauge aus den <strong>Flaschen</strong>zellen gespült und anschließend<br />
über ein Siebband abgetrennt.<br />
Die Etiketten werden in diesen Reinigungsbädern angegriffen und teilweise aufgelöst, so<br />
dass die zum Bedrucken der Etiketten verwendete Druckfarbe zusammen mit weiteren<br />
Schadstoffen aus der Klebeschicht in die Laugenbäder gelangt. Die Bäder müssen daher<br />
verhältnismäßig häufig ausgetauscht oder wiederaufbereitet werden, wodurch für die <strong>Flaschen</strong>reinigung<br />
nicht unerhebliche Kosten entstehen. Außerdem müssen die Siebbänder<br />
in regelmäßigen Abständen gereinigt sowie die Etikettenreste entsorgt werden [Pahl,<br />
Wenk, 2010]<br />
Lösungsansatz<br />
Kollagenfolien bieten erhebliche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Etiketten.<br />
Sie kommen ganz ohne zusätzliche Klebstoffschicht aus. Das Material haftet<br />
selbst außerordentlich gut auf Glas. D.h. es entstehen keine giftigen Waschbäder<br />
durch Klebstoffrückstände.<br />
Wasserlösliche Kollagenfolien für die <strong>Mehrweg</strong>-<strong>Flaschen</strong>-<strong>Etikettierung</strong> Seite 1 von 4<br />
Dipl.-Ing. (FH) Isabell Sommer, Prof. Dr. Peter M. Kunz<br />
i.sommer@hs-mannheim.de, p.kunz@hs-mannheim.de Tel.: 0621-292-6471/6304 Fax: -6470
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Kollagenfolien sind bedruckbar (siehe Abbildung 2), und einfärbbar.<br />
Kollagen kann einfach mit warmen Wasser abgewaschen werden. Es sind hierzu<br />
keine Laugenbäder notwendig (sieh Abb. 4)<br />
Kollagen löst sich vollständig im Wasser. Es werden somit keine Siebfilter benötigt,<br />
die sich zusetzen könnten.<br />
Kollagen ist biologisch abbaubar<br />
Kollagen ist in der Lebensmittelindustrie zugelassen, d.h. es gelangen keine<br />
schädlichen Substanzen beim Spülprozess in die <strong>Flaschen</strong>, deren anschließende<br />
Reinigung penibel überprüft werden muss<br />
Kollagen wird aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen und schont somit Ressourcen.<br />
Kollagenfolien sind flexibel und können somit auch auf runde Geometrien wie z.B. <strong>Flaschen</strong><br />
aufgebracht werden (siehe Abbildungen 2 und 3). Darüber hinaus können die Folien<br />
sogar über eine Spritzapplikation auf Untergründe mit komplizierteren Geometrien<br />
aufgebracht werden. Tabelle 1 fasst noch einmal alle Eigenschaften der Folien zusammen.<br />
Abb. 2: Wasserlösliches Etikett auf Kollagenbasis auf einer Standard-Wasserflasche<br />
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Abb. 3: Demonstration der Flexibilität einer ausgewählten Kollagenfolie<br />
Abb. 4: Ablösen einer Biofolie in warmem Wasser [Christmann, 2007]<br />
Der Einsatz von Kollagenfolien kann man somit Ressourcen (keine Klebstoffe) schonen,<br />
Mitarbeiter vor Gefahren schützen (keine Laugen, keine toxischen Klebstoffreste) und<br />
Kosten sparen (warmes Wasser statt Laugen, keine Siebfilter, keine teure Entsorgung des<br />
Waschwassers und der Etiketten, vereinfachtes Verfahren).<br />
Tabelle1 : Eigenschaften von Kollagenfolie-Etiketten:<br />
Eigenschaft Ausprägung<br />
Rohstoff nachwachsend,<br />
Foliendicke 10 µm - 100 µm realisierbar<br />
Löslichkeit In polaren Flüssigkeiten sehr gut<br />
Haftung auf Glas und Teflon sehr gut<br />
Bedruckbarkeit gegeben<br />
Reißfestigkeit einstellbar, um 30 N/mm² realisiert<br />
Dehnbarkeit einstellbar, um 20 % realisiert<br />
Flexibilität sehr gut<br />
Lebensmittelverträglichkeit sehr gut<br />
Biologische Abbaubarkeit gegeben<br />
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Literatur<br />
Institut für Biologische Verfahrenstechnik<br />
www.che.hs-mannheim.de/ibv<br />
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[Pahl, Wenk, 2010] Pahl, R., Wenk, G., Forschungsprojekt „Ablöseverhalten von<br />
Getränkeflaschen-Etiketten aus Papier, Forschungsinstitut<br />
für Maschinen- und Verpackungstechnik, Berlin, 2010 siehe<br />
auch www.vlb-berlin.org/cms/upload/pdf/publikationen/VLB-<br />
AiF_Schlussbericht_15343N _Etikettenabloesung_2010.pdf<br />
[Christmann, 2007] Christmann, Th., Literaturrecherche und orientierende Versuche<br />
zur Erzeugung eines abziehbaren/ abwaschbaren Biofilms<br />
auf Oberflächen zum temporären Korrosionsschutz, Institut<br />
für Biologische Verfahrenstechnik, Hochschule Mannheim,<br />
2007<br />
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Dipl.-Ing. (FH) Isabell Sommer, Prof. Dr. Peter M. Kunz<br />
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