Verpackungsbeschichtung

Verpackungsbeschichtung: Dekoration wie Schutz für Inhalt und Verpackung

Verpackungen enthalten und schützen Lebensmittel, Getränke, Kosmetik, Arzneimittel, Chemikalien und vieles mehr. Verpackungsbeschichtungen tragen einen wesentlichen Teil zum Schutz bei: Beschichtete Verpackungen schützen und verbessern und werten das enthaltene Gut optisch auf. Außerdem beeinflussen sie, funktional wie optisch, die äußere Haut von Flaschen, Tuben, Dosen, Fässern, Eimern, Verschlussdeckeln, und zwar aus Metall, Kunststoffen, Karton, Papier oder Glas. Verpackungsbeschichtung ermöglicht Soft-Touch-Oberflächen, Antistatik-Eigenschaften und vieles mehr.

Dieser Artikel enthält wertvolle Informationen zu Verpackungsbeschichtung von Metall, Kunststoffen, Pappe/ Karton und Glas. Sodann wird ein Überblick über die Hauptbestandteile von Beschichtungsmitteln in Verpackungsbeschichtung sowie die wichtigsten Produzenten auf deutscher und globaler Ebene gegeben. Auch wird der aktuelle Stand von Bisphenol-A als Inhaltsstoff von Verpackungsbeschichtung angerissen.

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Hier kommt Verpackungsbeschichtung zur Anwendung

Verpackungsbeschichtung bewerkstelligt eine ganze Menge, ohne dass Verbrauchern das bewusst ist: Sie bietet Schutz, Sicherheit, Korrosionsresistenz, verbessert Haltbarkeit, bietet optischen oder haptischen Mehrwert, Wiedererkennungswert von Marken, Produkten, Herstellern. Das Segment der Verpackungsbeschichtung/ Packaging Coating betrifft in hohem Maße sogenannte Fast-moving-Artikel. Zu Fast-moving-Produkten gehören Getränke, Genussmittel, Lebensmittel, Kosmetika, Parfüm, Arzneimittel, Haushaltsreiniger. Daneben sind auch Verpackungen für industrielle Produkte mit Verpackungsbeschichtung versehen. Es folgt eine Übersicht von diesen Verpackungsbeschichtungen, unterteilt nach Substrat:

1. Verpackungsbeschichtung für Metall-Substrate: Getränkedosen, Tuben, Konservendosen

Coatings von Metallverpackung bedienen Verpackungen aus Aluminium und Stahl. Neben Getränkedosen, Konservendosen und Tuben sind das Monobloc-Aerosoldosen, Verschlussdeckel, Blechbüchsen, Getränkeflaschen, Eimer, Fässer. Knapp drei Viertel allen Weißblechs wird für die Herstellung von Konserven- und Getränkedosen verwendet. Der Inhalt reicht von aggressiven zu milden Mitteln und Präparaten, von Essbarem zu Reinigungsmitteln. Die Verpackungsbeschichtung sorgt für gegenseitigen Schutz von Verpackungsmetall und Inhalt. Eine funktionstüchtige Verpackungsbeschichtung auf Metallen bietet:

• Chemikalienbeständigkeit – In Konservendosen verpackte Lebensmittel können nicht-aggressiv sein, wie Erbsen und Bohnen, oder aggressiv oder sauer, wie Sauerkraut und Peperoni. Auch Kosmetika und Pflegemittel können aggressiv sein, wie Insektenspray oder Haarfärbemittel. Verarbeitungsbeschichtung dient dem Metall als Korrosionsschutz sowie als Barrierewirkung für den Inhalt.
  

  Verpackungsbeschichtung für die Lebensmittelindustrie sollte gesundheitlich einwandfrei sein.

• Flexibilität – Nach der Applikaktion der Beschichtung, muss diese flexibel genug sein, um Verformungen der mitzumachen, ohne dabei zu brechen oder ihre Funktion zu verlieren.
• Effiziente Verarbeitung – Angesichts der riesigen zu verarbeitenden Mengen an Dosen, Büchsen und Metallverpackungen im Fast-moving-Bereich, muss die Verpackungsbeschichtung schnell, effizient und problemlos anzubringen sein, um den Produktionsprozess nicht unnötig aufzuhalten.
• Sterilisierbarkeit – Innenbeschichtungen müssen die Konservierung des Inhalts, also das Erhitzen und Druckerhöhung, unbeschadet überstehen.
• Abrasionsbeständigkeit – Außenbeschichtungen auf Metallbehältnissen müssen beständig gegen mechanische Einwirkungen sein, wie sie während Produktion, Transport und Gebrauch auftreten.

Metallverpackungsbeschichtung ist sowohl in lösemittelbasierter als auch wasserbasiertet Form sowie feststoffreicher Version erhältlich. Zur Verarbeitung wird Verpackungsbeschichtung, überwiegend automatisiert, auf Metall gespritzt, gerollt, oder das Substrat wird getaucht. Vorbeschichtetes Metall kommt, in Form sogenannter Coil Coatings, ebenfalls vor. Je nach Substrat sowie Kundenanspruch kann die Metallbeschichtung für die Verpackungsindustrie individualisiert werden. Gängige Beschichtungen für Metall bestehen aus synthetischen Harzen, wie Polyester und Epoxidharzen, Acrylate und Vinyl.

2. Verpackungsbeschichtung für Kunststoff: Flasche, Kanister, Tüte – starr oder flexibel

Kunststoffverpackungen teilen sich in zwei Sparten: starre Kunststoffe und flexible Kunststoffe. Die Nachfrage flexibler Kunststoffverpackungen wird immer höher. Mit flexibler Kunststoff-Verpackung lassen sich Gewicht und Volumen sparen. Beides ist für Verbraucher und Hersteller gleichermaßen wichtig, und zwar zur Abfallreduzierung respektive Prozessoptimierung. Verpackungsbeschichtungen für Kunststoffe in der Getränke-/Genuss-/Lebensmittelbranche hindert das Eindringen von Luft, Sauerstoff und anderen Gasen, Flüssigkeit und Feuchtigkeit und allem, was die Haltbarkeit des Inhalts beeinträchtigt, wie Schimmelbildung. Oft handelt es sich bei solchen Innenbeschichtungen um Aluminiumfilme.

Obwohl Kunststoff am häufigsten als Verpackung für Getränke und Genussmittel vorkommt, ist der Werkstoff auch in Pharmazie und Kosmetik sehr beliebt. Die am weitesten verbreiteten Verpackungskunststoffe sind Polyethylen mit unterschiedlicher Dichte. Geht es um Plastikflaschen, ist Polyester/Polyethylenterephthalat – die bekannte PET-Flasche – die unbestrittene Nummer 1. Damit Getränke aus PET-Falschen nicht nach Plastik schmecken, Kunststoffteilchen nicht in den Inhalt übergeht und Langlebigkeit verbessert wird, braucht es eine leistungsfähige Innenbeschichtung. Des Weiteren sind Außenbeschichtungen von Kunststoffverpackung im Allgemeinen von optischer und/ oder haptischer Art.

3. Beschichtung für Glasverpackung – vom Tiegel bis zur Glaskonserve

Egal ob zu Glaskonserven, Glasflaschen, Tiegel und Glasgefäße verarbeitet, zur Produktion von Glasbehältnissen sind 4 Schritten nötig: Gemenge von Rohstoffen, Schmelze, Formgebung, Kühlung. Glasbeschichtungen können entweder direkt vor der Glühbehandlung (als sogenannte Heißvergütung) oder in der Phase nach der Glühbehandlung (als Kaltvergütung) appliziert werden.

• Bei der Heißvergütung von Glas wird eine sehr dünne Schicht zinnbasierter Beschichtung, die mit dem Glas durch die Hitzeeinwirkung eine Verbindung zu Zinnoxid eingeht, auf dem Glas appliziert. Zinnoxid kann man sich am besten als eine Art Haftgrundierung vorstellen, zur Vorbereitung auf die anschließende Kaltvergütung.
• Die folgende Kaltvergütung ist in der Regel eine wasserbasierte Polyethylen-Wachs-Emulsion. Sie verspricht gute Fließeigeschaften, Kratzfestigkeit und Härte. Eine verbesserte Schmierfähigkeit/ Fließeigenschaft erleichtert das maschinelle Handling von Gläsern, da sie nicht dazu neigen, aneinanderzukleben. Mit erhöhter Härte des Glases geht eine höhere Kratzfestigkeit einher.

4. Beschichtung von Verpackung aus Karton/Pappe: schön, stabil und sicher

Dank des großen E-Commerce-Trends ist ein erhöhter Bedarf an Papierverpackungen und Kartonageverpackungen festzustellen. Die allgemeine Bewegung hin zu umweltfreundlicherem Verpackungsmaterial führte ebenfalls zu erhöhtem Bedarf an Verpackungen aus Karton und Pappe. Die Industrie bietet an Kartonverpackungsbeschichtungen spezielle Arten für Food-Packaging, flexibles Packaging sowie Wellpappe, Papier und Etiketten. Rund 30 % aller Papierverpackungen besitzen funktionale Coatings mit einer Barrierewirkung. Beschichteter Karton kommt als Umverpackung von transportierten Flüssigkeitsbehältern vor. Knapp die Hälfte von Lebensmittelverpackungen sind beschichtet.
Denken Sie bei den Beschichtungen von Nahrungsmittelverpackungen etwa an öl- und fettabstoßende Sperren, wie sie in Fastfood-Schachteln und für Burger und Tüten für Pommes frites vorkommen. Wasserabstoßende Verpackungsbeschichtung für Karton wird bei verderblicher Ware, Instant-Suppen und Hochleistungs-Druckfarben benötigt.

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Verpackungsbeschichtung: Hauptbestandteile der Inhaltsstoffe und wichtigste Produzenten

Die Substrate und Funktionen von Beschichtungen für Verpackungen sind nahezu unendlich. Da sie vom Hersteller oder Labor mit dem Kunden zusammen individualisiert werden, ist fast keine Verpackungsbeschichtung wie die andere. Es gibt aber immer wiederkehrende Hauptbestandteile beziehungsweise Charakteristiken, deren Eigenschaften im Folgenden aufgezeigt werden.

• Polyurethan: Vorteile: Flexibilität, kratzfest, chemikalienbeständig, wasserbeständig, gute Aufnahmefähigkeit von Druckfarben.
  Besonderheiten: Beliebt aufgrund verbesserter Ästhetik, divers formulierbar (u. a. als Soft-Touch-Lack)
• Epoxidharz: Hohe Beliebtheit als industrielle Can-Coating (Dosenbeschichtung für Lebensmittel) seit den 60ern.
  Besonderheiten: Enthält gesundheitsschädliches Bisphenol-A. Es gibt BPA-freie Beschichtungen, wie Valspar valPURE, AkzoNobel Aqualure, Vitalure.
• UV-aushärtend: UV-gehärtete Beschichtungen und Druckfarben sind hart, robust, VOC-niedrig, umweltverträglich.
  Besonderheiten: kein Einbrennen nötig.
• Soft Touch: Haptische Aspekte von Verpackungen spielen für Verbraucher eine enorm wichtige Rolle bei der Produktwahl. Soft-Touch-Oberflächen werden als warm und natürlich empfunden. BASF bietet diesen seidigen Touch mit der Steron-Serie für Kunststoffe.

Die Tabelle zeigt stichpunktartig Verpackungsbeschichtungen/ Bindemittel der wichtigsten Hersteller:

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Verbot Bisphenol A in Europa und Deutschland

Bisphenol A ist Grundstoff von Kunstharzen, wie Epoxidharz. So kam er bisweilen in Beschichtungen vor. Bisphenol A ist ein hormonell wirksamer Stoff, dessen Wirkung dem weiblichen Sexualhormon ähnlich ist. BPA kann zu verringerter Spermienproduktion, Beeinflussung der Gehirnfunktion sowie Veränderungen des Erbguts führen. Die von Bisphenol A (BPA) ausgehenden Gefahren für Mensch und Umwelt sind allerdings umstritten. Die Europäische Gesetzgebung verbietet Bisphenol A momentan in Produkten für Babys und Kinder von 0 bis 3 Jahren; auch die Verpackungsbeschichtungen von Babyartikeln – vom Schnuller bis zur Säuglingsnahrung – sind betroffen. In Deutschland wird Bisphenol A als nicht sicher für den Verbraucher deklariert. Ab 2020 soll ein EU-weites Verbot die Verwendung von BPA zur Beschichtung von Thermopapier (Faxpapier, Kassenbonpapier) den Plastikgrundstoff aus dem Verkehr schaffen. BPA-freie Alternativen von Verpackungsbeschichtungen nennen sich im internationalen Kontext BPA-NI (BPA-non-intent Beschichtung oder Non-BPA.