Dreisprung zur Barriere-Karriere

Kunststoffteile, die in großen Mengen hergestellt werden, gehören zum Kerngeschäft der Waldorf Technik GmbH & Co. KG, Engen. Geschäftsführer Wolfgang Czizegg erklärt: „Wir konstruieren und produzieren Ausrüstungen für das Handling medizintechnischer Artikel, zum Beispiel von Kontaktlinsen, Behältern, Insulinspritzenstiften, Pipetten und Petrischalen.“ Mit neuen Konstruktionskonzepten wurden jetzt weitere Märkte in der Verpackungsindustrie erschlossen, wobei Glas- und Blechdosen durch Kunststoffbehälter mit hermetischer Barriere-Funktion ersetzt werden.

Im Vergleich zu konventionellen Barriereverpackungen wie Glas und Blechdosen – beide sind seit 200 Jahren global im Gebrauch – ist der Einsatz von Kunststoff in diesem Feld noch in den Kinderschuhen. „Dabei hat Kunststoff eine große Zukunft – insbesondere in der Medizintechnik und der Verpackungsindustrie“, so Czizegg. Die Vorteile beruhen auf geeigneten Kunststofftypen und hochentwickelten Produktionstechniken: Die Spritzgießtechnik bietet eine Vielzahl von Verpackungsvarianten – Design und Dimensionen – maßgeschneidert für jeden Artikel. Hierbei spielt die optische Attraktivität für Verbraucher eine bedeutende Rolle. Zudem sind Plastikbehälter wesentlich leichter als Glas und bieten dem Füllgut durch ihre Robustheit einen größeren Produktschutz. Der wesentliche Vorteil gegenüber traditionellen Lösungen liegt in der logistischen Überlegenheit, da Kunststoffverpackungen in aller Regel stapelbar sind – ganz in Gegensatz zu Dose oder Glas. Ihr niedriges Gewicht und hohe Kompaktheit leisten in Transport und Lagerung ihren Beitrag zur Reduzierung der Kohlendioxid-Emission – ein wichtiger Faktor im Umweltschutz. Nicht zu vergessen sind die Recycling-Vorteile der gängigsten Kunststofftypen. Hinzu kommen die Fortschritte bei der Herstellung von Behältern aus biologisch abbaubaren Kunststoffen.

Waldorf Technik ist seit einiger Zeit in der Forschung und Erprobung zukunftsorientierter Verpackungstechnologien aktiv. Eine siebenjährige Arbeit der F+E-Gruppe des Unternehmens zusammen mit externen Partnern resultierte in der Ausarbeitung dreier Verpackungslösungen für feste und halbfeste Barriereverpackungen. Innovation, Zuverlässigkeit, Präzision, Qualität, hohe Geschwindigkeits- und Großserienproduktion und Rücksicht auf umweltfreundliche Produktionsmethoden waren die Leitkriterien.

Der Prozess In-Mould Labelling (IML) mit Barriere-Etikett, der sich hauptsächlich für kleine und mittelgroße Produktionsanforderungen eignet, ist heute bewährte industrielle Praxis, beispielsweise bei Umwicklung und Unterseitenetikett-Verpackungsoptionen. Das Barriere-Etikett besteht entweder aus einer hauchdünnen Mehrschichtstruktur mit EVOH, einer SIOx-beschichteten Barrierefolie oder einer Aluminiumfolie. Alle drei bieten eine sterilisierfähige Verpackungslösung. Hermetische Dichtheit schützt vor wechselseitiger Sauerstoff- oder Wasserdampfmigration. Bisher bieten ein maximal 8-Kavitäten- oder 2 x 6-Kavitäten-Herstellungsprozess Dekorierungs- und Lösungskonzepte in einer Vielzahl von Designs.

Für Großserien-Verpackungsapplikationen eignet sich der Produktionsprozess 2K-Spritzgießen mit PP und EVOH-Barriere. Der Markt ist hier traditionell mit Glas- und Metallbehältern besetzt. Der 2K-Spritzgießprozess bietet mit einer sterilisierfähigen hauchdünnen Dreischichtstruktur (PP–EVOH–PP) einschließlich Haftvermittler einen wiederholbaren Prozess ohne Einfluss auf Zykluszeiten und ist ideal für Barriere-Applikationen mit hohen Werkzeugbelegungen – beispielsweise 32- oder 64-Kavitäten-Formen. Die Methode ist schon seit einigen Jahren bekannt. Doch gab es bisher keinen Beweis dafür, dass die EVOH-Barriereschicht völlig und gleichmäßig durch den gesamten Behälter-Korpus verteilt wird. Diese Lücke konnte den Angaben zufolge mit dem von Waldorf Technik neu entwickelten Check´-n-Pack-EVOH-System geschlossen worden. Dieses Prüf- und Visualisierungsmodul ermöglicht 360°-Rand-, 360°-Seitenwand-, Behälterboden- und Anspritzpunkt-Prüfungen. Zahlreiche Großserienprodukte können entweder sterilisiert oder unter sterilen Bedingungen aseptisch verpackt werden.

Der dritte Prozess, das 3D-Inline Barriere-Coating für dünnwandige Verpackungen, umfasst 3D-Inline-Vakuum-Coating mit verschiedenen Beschichtungssubstraten der Cavonic GmbH. Hier wird eine kostengünstige Option mit dauerhafter Barriere – und hermetische Eigenschaften wie Glas – erreicht. „Einer der Hauptvorteile dieses Prozesses ist die Eignung für schon in Betrieb befindliche Spritzgießprojekte, verbunden mit einem zuverlässigem Schutz gegen Migration des Weichmachers in den Inhalt des Behälters“, so Czizegg.

Thomas Behne Journalist in Burgholzhausen