3,2 MB - Verpackungs-Rundschau

PACKSTOFFE/PACKMITTEL
Loch an Loch
Mikroperforation
von Packmittelbahnen
Mikroporen machen Packmittel und
andere Bahnmaterialien wasserdampfund
luftdurchlässig und somit atmungsaktiv.
Für Flüssigkeiten ist es
weitestgehend undurchlässig und bildet
somit eine Barriereschicht. Derartig
neue Produkte sind für zahlreiche Aufgaben
im Verpackungsbereich, u.a. bei
der Produktgutverfüllung im Nonfood-Bereich,
für die Vliesindustrie
und für technische Anwendungen interessant.
Die Mikroporen lassen sich
elektrostatisch in die laufenden Bahnen
auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten
und Bahnbreiten einbringen.
Seit vielen Jahren werden Fein- und
andere Papierbahnen mit Flächengewichten
von 20 bis 150 g/m 2 elektrostatisch
flächen- oder zonenperforiert.
Dies sind: Zigaretten-, Mundstückbelag-,
Filter- und Kraftpapiere sowie verschiedene
Vliese und Verbundstoffe. Mit der
elektrostatischen Mikroperforation sind
Porengrößen von 10 bis 200 mm bei Porendichten
bis zu 1 Mio./m 2 mit Flächenbzw.
200/cm 2 mit Zonenperforationen
erzielbar. Die Luftdurchlässigkeitsbereiche
bewegen sich hierbei von 100 bis
1000 C.U.(Coresta: ml/min/cm 2 ) bzw. 5 bis
50 l/m 2 /Sek. (Frankesystem).
Luft- und/oder Wasserdampfdurchlässigkeiten
aber gleichzeitiger Wasserdichtigkeit
gegen Flüssigkeiten lassen sich mit
der elektrostatischen Mikroperforationstechnik
bei einigen Materialarten erfüllen,
da die Flüssigkeitströpfchen nicht durch
die kleinen Mikroporen das Material
Tabelle: Packmittel und ihre Perforierbarkeit
Ein Teilstrich
entspricht
10 µm. Der
Meß-Bereich
erstreckt
sich von
0 bis 600 µm
Foto: MPE
durchtreten. Damit ist es möglich, eine
Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit,
gegebenenfalls einen Aromaaustausch
oder Luftauslaß zu erzielen und gleichzeitig
die Barriereschicht zu erhalten. Mit
dem Trend der Verpackungsindustrie,
dünne Papiere mit speziellen Sperreigenschaften
herzustellen, gewinnt die
elektrostatische Mikroperforationstechnik
weiter an Bedeutung, da nur mit dieser
Quelle: MPE
Materialart/Verbund Perfo.barkeit Poren µm WD-Durch.g/m 2 /Tag WD.Dicht. mmWS
BOOP-Folie ... 8 µm mittel 20 - 30 – –
LDPE-Folien... 12 µm mittel 15 - 30 – –
PTFE-Folien... 50 µm gut 20 - 60 – –
PET-Folien... 10 µm schlecht 20 - 100 – –
PSU-Folien... 30 µm sehr gut 5 - 50 – –
hydrophile... 40 µm sehr gut 5 - 200 – –
non-wovens... 40 µm gut 5 - 200 – –
spunbonded-PE-vlies gut 3 - 20 30 - 800 60 - 750
PE-coated vlies gut 5 - 50 10 - 25 20 - 40
PE-coated-Papier gut 5 - 100 – –
Feinpapier ... 40 g/m 2 sehr gut 10 - 80 – –
Kraftpapier... 140 g/m 2 gut 50 - 150 – –
Filterpapier... 100 g/m 2 sehr gut 20 - 100 – –
Veredelungstechnik derart kleine Poren
und hohe Porendichten in die relativ
schnell laufenden Bahnen generierbar
sind.
Ein Perforationssystem besteht aus
vielzahligen Gruppen von Elektrodenstiftpaaren
über die Bahnbreite und in Laufrichtung
aufgeteilt, die sich in einem
Spaltabstand von ca. 1 bis 2 mm gegenüberstehen.
Mittels Hochspannungsimpulse
und genau dosierter Energieentladungsanteile
erfolgt die Perforation beim
Funkenüberschlag zwischen den Elektrodenstiftpaaren,
in deren Spalt die Materialbahn
durchbewegt wird. Porengrößen
und Porendichten bestimmen sich durch
die Einzelenergieanteile und Funkenrepetitionsraten.
Abhängig von der Materialkonsistenz,
den physikalischen Umgebungsbedingungen
und Elektrodenstiften läßt sich die
Durchschlagstelle des Funkens partiell
nicht exakt vorher bestimmen. Daher sind
Minimalabstände für die Lochreihen oder
Lochdichtenerzeugung zu berücksichtigen,
um Mehrfachdurchschläge zu vermeiden
oder, wenn dies erwünscht ist, zu erzielen.
Für die elektrostatische Mikroperforation
von Packmitteln, wie PE-beschichtete
Papiere, PP/Vlies/PE, PE/Vlies/PE usw.,
sind nach dem derzeitigen Stand und je
nach Applikation folgende Qualitätskriterien
und Produktforderungen anzusetzen:
❐ Wasserdurchlässigkeiten nach ASTM
E 96-80/E-96-84 : 300 bis 1000 g/m 2 /Tag;
❐ Wasserdichtigkeit nach DIN 59886 : 40
bis 1500 mmWS;
❐ Porengrößen : 10 bis 100 mm;
❐ Porendichten: 10 000/m 2 bis 1000 000/m 2 ;
❐ Keine Verbrennungsrückstände und
Kontamination des Materials;
❐ Keine Geruchsbildung oder Ausgasung
bei und nach der Perforation;
❐ Keine farbliche Veränderung durch den
Perforationsprozeß;
❐ Nichtsichtbarkeit der Mikroperforationen;
❐ Statistisch gut verteiltes Porenbild;
❐ Erhaltung der Materialgrundeigenschaften
und Spezifikation.
Aufgrund der physikalischen Arbeitsweise
sind im allgemeinen PE- oder
34 Verpackungs-Rundschau 8/1999