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Zu dem wohl umfassendsten Regelwerk für Verpackungen im Lebensmittelkontakt hat sich im Verlaufe der Jahre die EG-Kunststoffrichtlinie entwickelt. In zahlreichen Änderungsrichtlinien, Positivlisten für Additive und Monomere, festgeschriebenen Grenzwerten für einzelne Substanzen und Angaben zum Umfang der Konformitätserklärungen bis schließlich zur sogenannten Super-Verordnung und der Plastics Implementation Measure – kurz PIM – wurde umfangreich dokumentiert, welche Anforderungen zu erfüllen sind. Für Dichtungswerkstoffe sind dies u.?a., dass unter normalen, vorhersehbaren Verwendungsbedingungen keine Bestandteile aus dem Dichtungswerkstoff an das Lebensmittel in Mengen abgegeben werden, die geeignet sind, die menschliche Gesundheit zu gefährden. Es darf darüber hinaus nicht dazu kommen, dass eine unvertretbare Veränderung der Zusammensetzung der Lebensmittel herbeigeführt wird und auch die organ-oleptischen Eigenschaften – Geruch, Geschmack, Aussehen – der Lebensmittel dürfen nicht beeinträchtigt werden.

Macht dicht ohne Weichmacher

Daraus ergibt sich für Dichtungswerkstoffe, dass einerseits alle einzelnen Rezepturbestandteile des Dichtungsmaterials kritisch bezüglich eines möglichen Gefährdungspotentials untersucht werden müssen. Diese Rohstoffe sind fest in die Dichtungsmatrix einzubinden, dass sie nicht ausgespült werden können. Auch dürfen von Hilfsmitteln aus dem Verarbeitungsprozess (zum Beispiel organische Lösungsmittel, Vernetzungschemikalien) keine Rückstände im Dichtungswerkstoff verbleiben. Diese Anforderungen sprechen für TPE, die in Granulatform vorliegen und durch thermische Umformprozesse in die gewünschte Form gebracht werden. Vernetzer oder andere reaktive Zusatzstoffe sind nicht notwendig und wo nichts ist, kann auch nichts migrieren. Mit ein Grund für die Entwicklung von Provalin, der PVC- und Weichmacher-freien Dichtungsmasse für Metall-Vakuumverschlüsse. „Auf dem Entwicklungsweg hin zu Provalin haben wir alle Möglichkeiten unter allen denkbaren Aspekten geprüft. Von flüssigen Lösungen über PU bis zu wasserbasierten Formulierungen.

Mit der Zielvorgabe, alle gesetzgeberischen Erfordernisse, die seit der Verordnung(EU) 10/2011 noch sehr viel schärfer geworden sind, einhalten oder sogar unterbieten zu wollen, ist Provalin nach heutigem Stand nicht nur die beste, sondern die einzige Lösung“, so Wilfried Lassek, Geschäftsführer von Actega DS, dem Unternehmen, das diesen Compound entwickelt hat. „Insbesondere auch unter dem Gesichtspunkt der großen Bandbreite der Einsatzfähigkeit unserer Compound-Rezepturen, der Produktionseffizienz und schließlich auch der Kostenstrukturen ist diese Dichtungsmasse die geeignete PVC-freie Alternative“ betont der Unternehmenssprecher. Heute gibt es ein breites Anwendungsspektrum. So können nahezu alle Anforderungen bezüglich Füllgut, Verschließprozessen, Lagerung sowie Verschlussgrößen erfüllt werden. Es können alle Arten von Füllgütern sicher über das gesamte MHD verpackt werden.

Es gibt keinerlei Einschränkungen beim Abfüll- und Verschließprozess, Heiß- wie Kaltabfüllung sowie Wärmenachbehandlung wie Pasteurisation und Sterilisation eingeschlossen. Nach langer und aufwändiger Entwicklungsarbeit und der zunächst schrittweisen Einführung hat sich dieser PVC-freie Verschluss inzwischen zur Erfolgsgeschichte gemausert. Bereits im Frühjahr 2013 konnte der 100 Millionste PVC-freie Verschluss gefeiert werden. „Wer heute auf diesen PVC-freien Verschluss setzt, kann sich auf geprüfte Qualität verlassen. Wir lassen alle Verschlüsse vor Kommerzialisierung auf Herz und Nieren zum Beispiel im Institut Nehring oder Swiss Quality Testing Service prüfen und unabhängige Migrationsgutachten anfertigen“, versichert Wilfried Lassek und weist auch auf den Aspekt der Nachhaltigkeit hin, der heute bei vielen Marktgestaltern der Foodbranche eine Schlüsselrolle spielt. Diesem werde man mit der durch die eingesetzte TPE-Technologie erreichte Material-, Platz- und Energieeinsparung, Reduzierung der CO2-Emmission, sowie Minimierung möglicher Migration unerwünschter Stoffe in das Füllgut gerecht.

Vielfältige Anforderungen an Verschlusslösungen

Die Anforderungen der zu schützenden Produkte an die Verschlusslösungen gerade in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind nicht nur höchst vielfältig, sondern auch oft sehr speziell. Die Wahl beziehungsweise Rezeptur der geeigneten Compounds wird dabei von einer Vielzahl von Parametern beeinflusst:

  • Getränkebehälter – Glasflasche oder PET, Ein- oder Mehrweggebinde
  • Unterschiedliche Flaschenmündungsgeometrien
  • Beanspruchung – Wechselnde Temperatureinflüsse, Transport und Lagerung, Umlaufquote, Kopfdruck, starke Gebrauchsspuren, Materialabrieb (Scuffing)
  • Verschlüsse – Kronenkorken, Twist-Kronenkorken, Kunststoff-Verschluss, Vakuumverschluss
  • Abfüllung – Kalt, Kalt-aseptisch-, Heißabfüllung, Pasteurisation, Sterilisation
  • Verfahrenstechnik, z.?B. Spritzguss für Sportgetränkeverschlüsse
  •  Getränke – Fruchtsäfte, kohlensäurehaltige/karbonisierte Erfrischungs-, alkoholische Getränke mit oder ohne Kohlensäure, Mineralwässer, Milch und Molkereiprodukte, Tee, sensible Füllgüter etc.

So ist besonders bei Getränken der Erhalt der ursprünglichen Organoleptik, der Geschmacksneutralität (insbesondere bei Mineralwasser), des Aromas sowie der Schutz vor Fremdgerüchen aus Transport und Lagerung ein wichtiger Faktor. Bei hoch kohlensäurehaltigen alkoholischen Getränken ist Abdichtung auf höchstem technischen Niveau gefordert. Ebenso eine Barriere-Funktion. Barriere-Compounds zeigen eine erhöhte Sperrwirkung gegen das Eindringen verschiedenster gasförmiger Substanzen. Hierzu gehören Sauerstoff, 2,4,6-Trichloranisol (TCA)* und andere flüchtige organische Verbindungen, die zu einer sensorischen Verschlechterung bei Bier, Säften und anderen Füllgütern führen können. Der Austritt von Kohlenstoffdioxid aus der Flasche wird deutlich vermindert. In diesem Umfeld – wie etwa auch bei der Flaschenreifung von Champagner und Sekt – ist besonders die Peak-Free-Technology speziell für Anwendungen mit sensiblen Füllgütern gefragt. Auch Scavenger-Compounds wirken sauerstoffspezifisch. Sie absorbieren den in der verschlossenen Flasche vorhandenen Sauerstoff und verhindern das Eindringen von Sauerstoff von außen. Mit den Scavenger-Compounds einerseits und den Barriere-Compounds andererseits werden zwei verschiedene Technologien geboten, um empfindliche Füllgüter vor Geschmackseinflüssen zu schützen sowie die Haltbarkeit von Füllgütern zu verlängern. Wie für Werkstoffe im medizintechnischen Einsatz, kann es auch im Lebensmittelbereich wichtig sein, dass die Compounds sterilisierbar sind, so z.?B. für Füllgüter wie Milchprodukte, wo eine Sterilisationsfähigkeit bis 121° gefordert ist.

Kennzeichnung und Markenschutz

Kreativen Spielraum – insbesondere bei Promotionaktionen, für Marketingzwecke, Produkteinführungen, bei Kennzeichnung zur Rückverfolgbarkeit oder zum Markenschutz, geben lasermarkierbare Dichtungen. Hier werden oft schwierigste Anforderungen an die Kennzeichnung der Verschlussdichtung gestellt. Lösungen bieten das Inshell- wie das Outshell-Verfahren. Dabei sind nicht nur alphanumerische Codierungen möglich, auch anspruchsvolle Graphiken und Logos können detailgenau wiedergegeben werden. Die PVC-freien Polyliner von Actega DS – mit FDA- und EU-Zulassung – sind schwermetallfrei, die optimalen Ergebnisse werden mit einem Nd:YAG-Laser erzielt. PVC-freien Produktionsverfahren und hochleistungsfähigen TPE gehören die Zukunft. Nicht nur, weil seitens der FDA und EU (zum Beispiel Kunststoffrichtlinie, Medizinprodukteverordnung) beinahe unlösbare Herausforderungen gestellt werden. Längst hat sich erwiesen, dass es zahlreiche verarbeitungstechnische Vorteile gibt, sich teils auch deutlich kostengünstigere Aspekte sowie eindeutig positivere Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit beim Einsatz von TPE-Werkstoffen ergeben. Zudem wird dem Verbraucher- und Patientenschutz Genüge getan. Ein Werkstoff mit langer Historie und großer Zukunft.

Requirements on the composition of sealing materials in contact with food

Over the years, the EU Plastics Directive has developed to become the most comprehensive set of rules for packaging in contact with food. Numerous amending directives, positive lists for additives and monomers, specified limit values for individual substances and details on the scope of declarations of conformity through to the so-called „Super Regulation“ and the Plastics Implementation Measure (PIM), have extensively documented the requirements to be complied with. The requirements speak for TPE materials available in granulate form which are shaped as required by means of thermal forming processes. Interlinked or other reactive additives are not necessary with the result that nothing can migrate. One reason for developing Provalin, the first and to date only sealing compound free of PVC and plasticizers for metal vacuum closures. A wide range of applications is meanwhile available enabling practically all requirements involving contents, closing processes, storage and closure sizes to be complied with. All types of contents can be safely packaged beyond the overall BBD. There are no restrictions during the filling and sealing process, including hot or cold filling or even thermal post-treatment such as pasteurization and sterilization. After a lengthy and complex development phase and an initially gradual introduction phase, this PVC-free closure has meanwhile become a success story: the 100 millionth PVC-free closure was celebrated in spring 2013. PVC-free production methods and high-performance TPE are the things of the future.

Über den Autor

Charles Weyhausen, Area Sales Manager, Actega DS, Bremen