25. März 2014 | interpack |

Herrmann: Folien für das Ultraschallsiegeln optimieren

Herrmann: Folien für das Ultraschallsiegeln optimieren
Ultraschallsiegeltechnologie ermöglicht stabile Nahtqualität.
Quelle: Herrmann Ultraschall

Laminate können beim Ultraschallsiegeln ein ganz anderes Verhalten zeigen als beim Wärmekontaktverfahren. Im Rahmen eines Forschungsprojektes haben sich Bosch Packaging, Amcor, Dow und Herrmann Ultraschall die Aufgabe gestellt, Folien für die Ultraschallsiegelung zu optimieren.

Im Ultraschallsiegelprozess wird die Wärme durch Molekularreibung innerhalb des Materials erzeugt. Im Rahmen der Studie wurden die Eigenschaften verschiedener Siegelpolymere systematisch untersucht. Die Siegelmaterialien waren gegen eine Polyamid-Trägerfolie laminiert und bestanden aus 15µm BOPA (biaxial orientiertes Polyamid) und verschiedenen 50µm dicken polyolefinen Siegelschichten.

Beim Siegeln durch den Lagensprung (dort liegen Quernaht und Längsnaht übereinander) ist für kurze Zeit der Überlappbereich als Kontaktpunkt zwischen den Siegelwerkzeugen und die Folie großen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Daher sollte ein gut ultraschallsiegelfähiges Material eine hohe Nahtfestigkeit bei geringem Energieeintrag und niedriger Siegelkraft erreichen und diese über einen großen Kraftbereich halten.

Starke Zusammenarbeit

Versify, die Propylen-basierten Plastomeren von Dow Europe weisen ein breites und robustes Prozessfenster für die Ultraschall-Siegeltechnologie auf. Amcor hat daher eine speziell für Ultraschallsiegelprozesse ausgelegte Siegelschicht auf Basis von Versify entwickelt. Das Laminat biete gute grafische Eigenschaften, Steifigkeit, Möglichkeiten für den Konterdruck und Durchstoßfestigkeit, heißt es. Im Projekt wurden Längs- und Quernaht mit Ultraschallsiegelwerkzeugen von Herrmann Ultraschall hergestellt. Die Projekt-Ingenieure testeten die Folien auf kontinuierlich arbeitenden VFFS-Anlagen der Baureihen SVC und SVE von Bosch, wobei die Ausbringung mehr als 100 Beutel/Minute betrug.

Das richtige Material

Ziel war es, ein Material zu finden, das effektiv Ultraschallschwingungsenergie in Wärme umwandelt. Die zu bildende Naht sollte über ein breites Prozessfenster hinweg fest und dicht sein. Die Ergebnisse im Labor konnten zeigen, dass die Schmelzviskosität und der Verlustmodul des Siegelmaterials entscheidend für die Ultraschallsiegelfähigkeit sind. Dabei ließen sich die Ergebnisse aus dem Labor gut auf die Verpackungsmaschinen übertragen. Es wurden Einsparpotenziale durch geringere Leckage-Raten und höherer Maschinen-Ausbringung identifiziert. Die Kombination aus Ultraschallsiegeltechnologie und speziell angepassten Folien erlaubt das Siegeln durch Nahtverschmutzungen auch für komplexere Formate wie Seitenfaltbeutel, da die Verschmutzungen durch die Ultraschallschwingungen aus der Naht herausgedrängt werden.

Für eine große europäische Supermarktkette, die ihre eigenen Käse-Marken auf VFFS-Anlagen verpackt, hat Herrmann Ultraschallsiegelsysteme geliefert. Der Kunde habe bereits eine stabilere Siegelnahtqualität und erhöhte Produktionszahlen im Vergleich zum vorher eingesetzten Wärmekontaktverfahren bestätigt, so der Ultraschall-Spezialist.

Halle 11, Stand F55

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