Folienstärke

Die Welt der Wellpappe und deren Nutzung für Verpackungszwecke bietet ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal für die Qualitäten ist dabei die Folienbeschichtung und speziell deren Dicke – die sogenannte Folienstärke. Bei einem Material, das von der Wellstar-Packaging GmbH genutzt wird, hängt diese Größe stark von der spezifischen Anwendung und den damit verbundenen Anforderungen ab. Neben dem Schutz vor Feuchtigkeit, Fetten oder Abrieb beeinflusst die Schichtdicke auch mechanische Kenngrößen, die Optik sowie die Verarbeitbarkeit auf Abpacklinien. Zusätzlich wirken Haftung und Adhäsion der Beschichtung auf dem Faserstoff, die Materialdichte der Folie und die eingesetzte Beschichtungstechnologie (z. B. Extrusionsbeschichtung oder Kaschierung) auf das Ergebnis. In der Praxis werden Folienstärken so gewählt, dass sie ein ausgewogenes Verhältnis aus Produktschutz, Verarbeitungssicherheit und Ressourceneinsatz gewährleisten.

Definition: Was versteht man unter Folienstärke?

Die Folienstärke bezeichnet die Dicke der Folie, die zur Beschichtung der Wellpappe verwendet wird. Sie kann zusätzlichen Schutz bieten und besondere Eigenschaften hervorheben. Bei Verpackungen wird die Stärke der Folienbeschichtung meist in Mikrometer (µm) angegeben. Ein Mikrometer entspricht dabei einem Tausendstel Millimeter. Dabei können die Hersteller die Stärke der Folie variieren, um verschiedene Arten von Verpackungen zu produzieren. In der Praxis kommen je nach Material und Anforderung überwiegend Bereiche von etwa 8–120 µm vor, wobei dünnere Schichten eher als Schutz- oder Sperrfilm fungieren und größere Dicken die Robustheit, Barrierefunktion oder Siegelperformance erhöhen. Häufig wird neben der Dicke auch das Auftragsgewicht der Beschichtung (g/m²) spezifiziert; über die Materialdichte lässt sich daraus die Schichtdicke ableiten.

Einheiten, Toleranzen und Messbezug

In der Praxis werden Dicken häufig als Mittelwert über mehrere Messpunkte angegeben, da Folien produktionsbedingt leichte Schwankungen aufweisen. Typische Toleranzfenster liegen je nach Werkstoff und Prozess im einstelligen bis zweistelligen Prozentbereich. Eine einfache Umrechnung erleichtert die Einordnung: 20 µm entsprechen 0,02 mm; 40 µm entsprechen 0,04 mm. Zu unterscheiden ist außerdem zwischen Monofolien und mehrschichtigen Coex- oder Verbundfolien, bei denen sich die Gesamtstärke aus den einzelnen Schichten zusammensetzt. Neben der nominellen Schichtdicke sind Messdruck, Messfläche und Konditionierung (Temperatur, Luftfeuchte) zu definieren, um belastbare und reproduzierbare Vergleichswerte zu erhalten.

Zusammenhang zwischen Schichtdicke und Auftragsgewicht

Das Auftragsgewicht der Folien- oder Beschichtungsschicht (in g/m²) steht in direktem Zusammenhang mit der Dicke: Bei bekannter Dichte des Werkstoffs lässt sich die Dicke näherungsweise aus dem Auftragsgewicht dividiert durch die Dichte bestimmen. Beispiel: Ein PE-Auftrag von 20 g/m² (Dichte ca. 0,92 g/cm³) entspricht grob einer Schichtdicke im Bereich von rund 22 µm. In der Spezifikation sollte daher festgelegt sein, ob die Freigabe über Dicke, Auftragsgewicht oder über beide Größen erfolgt.

Einfluss der Folienstärke auf Eigenschaften

• Barriereverhalten: Dickere Schichten reduzieren meist Wasserdampf- und Sauerstoffdurchgang, sofern der Werkstoff grundsätzlich barrierewirksam ist.
• Mechanik: Mit steigender Dicke nehmen Durchstoßwiderstand, Reißfestigkeit und Scheuerbeständigkeit tendenziell zu.
• Verarbeitung: Die Dicke beeinflusst Falzbarkeit, Kantenbruchrisiko, Kleb- und Siegelverhalten sowie den Gleitreibwert.
• Optik und Haptik: Glanz, Opazität und Oberflächenbild (z. B. Kratzempfindlichkeit) hängen mit der Schichtdicke und dem Material zusammen.
• Thermische Belastbarkeit: Die Temperaturfenster für Heißsiegeln, Schrumpf- oder Heißkanalprozesse werden durch Werkstoff und Dicke mitbestimmt.
• Druck- und Veredelungsbeständigkeit: Abhängig von der Dicke kann die Oberfläche besser gegen Abrieb, Lackbruch und Rissbildung im Druckbild geschützt werden.

Interaktion mit Wellpappe

• Rill- und Falzverhalten: Höhere Schichtdicken können das Rillen beeinflussen; angepasste Rillgeometrien verbessern das Kantenbild.
• Haftverbund: Ein stabiler Verbund zwischen Folie und Deckschicht ist für Kantenhalt und Delaminationssicherheit entscheidend.
• Feuchtepuffer: Die Beschichtung kann den Feuchteeintrag in die Faserstruktur reduzieren und so Stabilitätsverluste minimieren.

Anwendungsbereiche der Folienbeschichtung

In der Industrie ist die Verwendung von Wellpappe als Verpackung höchst verbreitet. Die Anforderungen an die Verpackungen sind ebenso vielfältig wie die Produkte, die sie schützen und präsentieren sollen. Von Lebensmitteln über Elektronik bis hin zu industriellen Gütern – die Anwendungsgebiete sind nahezu endlos. Insbesondere wenn eine Luft- oder Feuchtigkeitsbarriere benötigt wird, wie im Lebensmittelbereich, kommt eine Folienbeschichtung zum Einsatz. Die Stärke der Folie entscheidet hierbei über Festigkeit und Haltbarkeit der Verpackung. Auch in der Pharmalogistik, im E-Commerce und bei temperaturgeführten Lieferketten kann die abgestimmte Schichtdicke zu stabilen Prozesseigenschaften, geringerer Reklamationsquote und zuverlässigeren Laufleistungen auf Abpackanlagen beitragen.

Typische Praxisbeispiele

• Lebensmittel: Feuchte- und Fettbarrieren zur Vermeidung von Durchweichen, Aromaschutz und hygienische Trennschicht.
• Elektronik/Feinmechanik: Reduzierung von Feuchtigkeitseintrag und Schutz sensibler Oberflächen vor Abrieb.
• Industriegüter: Erhöhter Durchstoß- und Scheuerschutz bei schweren oder kantenreichen Produkten sowie verbesserte Schmutzabweisung.
• Kühlkette: Kondensationsschutz und Feuchteabschirmung bei temperaturgeführten Transporten.
• Kosmetik und Non-Food: Saubere, abriebfeste Oberflächen mit definierter Haptik und kontrolliertem Gleitreibwert.
• E-Commerce/Retourenfähigkeit: Robuste Außenlagen zur Reduzierung von Transportschäden und ansprechende Optik für den Versandhandel.

Material- und Stärkewahl nach Einsatzfall

Für leichte Feuchtesperren werden häufig dünne Polyethylenbeschichtungen im Bereich 10–30 µm eingesetzt. Für erhöhte Abrieb- oder Fettbeständigkeit kommen Schichtdicken von etwa 25–60 µm zum Einsatz, teils als Verbund mit widerstandsfähigen Folien. Hochbarriereanforderungen können mehrschichtige Systeme mit entsprechendem Schichtdesign erfordern; hier ist die reine Dicke weniger ausschlaggebend als die Funktion einzelner Lagen. Übliche Werkstoffe sind u. a. PE-LD/PE-LLD für Flexibilität und Siegelbarkeit, PP für erhöhte Steifigkeit und Temperaturfestigkeit sowie PET, PA oder EVOH in mehrschichtigen Verbunden für spezifische Barriere- oder Festigkeitseigenschaften.

Beschichtungsverfahren

Die Wahl des Beschichtungsverfahrens beeinflusst Dickenschwankungen, Haftung und Oberflächenqualität:

• Extrusionsbeschichtung: Direktauftrag geschmolzener Polymere mit guter Haftung und reproduzierbarer Schichtdicke.
• Kaschierung/Laminierung: Verbindung vorgefertigter Folien mit Klebstoffsystemen für definierte Funktionsschichten.
• Dispersions- oder Lackbeschichtungen: Dünne Funktionslagen (z. B. Heißsiegelfähigkeit, Abriebfestigkeit) mit feiner Oberflächenabstimmung.

Wie wird die Stärke eines Verpackungsfilms bestimmt?

Die Ermittlung der Stärke eines Verpackungsfilms erfolgt durch Messverfahren. Ein gebräuchliches Instrument hierfür ist das Mikrometer, das eine Präzision bis zu einem Tausendstel Millimeter ermöglicht. Je nach Anforderungen an die Verpackung kann die Herstellung von Folien in unterschiedlichen Stärken erfolgen. Hierbei ist es wichtig zu berücksichtigen, dass eine größere Stärke sowohl höhere Materialkosten als auch eine mögliche Erhöhung des Transportgewichts mit sich bringt. Für eine valide Beurteilung werden Messpunkte rasterförmig über die Fläche verteilt, um lokale Schwankungen und Randzonen auszuschließen; die Mittelwerte werden mit Toleranzen, Messdruck und Kalibrierstatus dokumentiert.

Messmethoden und Prüfbedingungen

• Mechanische Dickenmessung: Kontaktmessung mit definiertem Messdruck und planparallelen Flächen, mehrfache Messpunkte zur Mittelwertbildung.
• Optische Verfahren: Berührungslose Messung (z. B. Infrarot/Ultraschall) zur Inline-Überwachung von Dickenschwankungen.
• Probenahme: Festlegung von Messfeldern mit Randabstand; Konditionierung der Proben (Temperatur, Feuchte) zur Vergleichbarkeit.
• Verbundsysteme: Bei laminierten Strukturen wird die Gesamtstärke ermittelt; zur Schichtdickenanalyse sind ergänzende Methoden (z. B. Querschliff) üblich.
• Radiometrische Verfahren: In der Produktion mögliche kontinuierliche Überwachung mittels Beta- oder Röntgenmessung zur Regelung der Bahndicke.

Neben der Schichtdicke spielen geometrische Größen der Verpackung eine Rolle, etwa Zuschnittmaße und Toleranzen; hierzu bieten weiterführende Informationen zu Abmessungen in der Praxis Orientierung. Zusätzlich ist die Dokumentation der Prüfbedingungen (z. B. 23 °C/50 % r. F.) wichtig, um Ergebnisse zwischen Chargen und Lieferanten konsistent zu vergleichen.

Qualitätssicherung

Regelmäßige Kalibrierung der Messgeräte, dokumentierte Prüfpläne sowie statistische Auswertung (z. B. Mittelwert, Standardabweichung) sichern reproduzierbare Ergebnisse. Abweichungen können auf Materialchargen, Prozessdrift, Messdruck oder Oberflächenrauheit zurückzuführen sein. Ergänzend werden statistische Prozesskontrollen (z. B. Regelkarten, Cp/Cpk) genutzt, Grenzmuster definiert und Rückstellmuster verwaltet, um Trends frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Vor- und Nachteile von Folienstärke

Die Auswahl der richtigen Folienstärke bei Wellpappe bietet eine Reihe von Vorteilen. Die Verpackung kann optimal an die spezifischen Anforderungen des Produkts angepasst werden. Dies kann die Haltbarkeit und den Schutz des Produkts deutlich erhöhen. Bei Lebensmittelverpackungen dient eine stärkere Folie beispielsweise dazu, die Lebensdauer der Ware zu verlängern. Auf der anderen Seite kann eine höhere Folienstärke zu einem Anstieg der Verpackungskosten führen. Ebenso kann eine stärkere Folie zu einem erhöhten Transportgewicht führen, was sich letztendlich auf die Transportkosten auswirkt. Zusätzlich beeinflusst die Schichtdicke die Prozessstabilität beim Rillen, Stanzen, Kleben und Siegeln; eine zu hohe Dicke kann Taktzeiten verlängern, eine zu geringe Dicke kann das Risiko für Durchscheuern und Kantenbruch erhöhen.

Erweiterte Betrachtung

• Vorteile: Verbesserte Barrierefunktion, höherer Durchstoß- und Scheuerschutz, stabileres Kantenbild, geringere Feuchteaufnahme der Wellpappe, Schutz des Druckbilds.
• Nachteile: Größerer Materialeinsatz, mögliches Erschweren des Recyclings bei Verbunden, Einfluss auf Falzbarkeit und Rillverhalten, potenziell längere Taktzeiten beim Verarbeiten.
• Ökologische Aspekte: Dünnere Schichten sparen Ressourcen, müssen aber die geforderte Leistung sicherstellen. Monomaterialkonzepte und trennbare Verbunde können die Verwertbarkeit verbessern.
• Produktsicherheit: Für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt sind migrationsarme Systeme mit definierten Prüfungen und stabiler Schichtdicke erforderlich.

Entscheidungsfindung für die richtige Folienstärke

Der Auswahl der richtigen Folienstärke kommt somit eine besondere Bedeutung zu. Es gilt, einen optimalen Kompromiss zwischen Kosten und Leistungsfähigkeit der Verpackung zu finden. Hierbei sollten die spezifischen Anforderungen des zu verpackenden Produkts ebenso in die Entscheidungsfindung einfließen wie Umgebungsbedingungen und Transportweg. Auch auf die Folienbeschichtung der Wellpappe und deren Stärke sollte besonderes Augenmerk gelegt werden, um die vielfältigen Möglichkeiten dieses Verpackungsmaterials voll auszuschöpfen. Eine risikobasierte Betrachtung (Belastungsfälle, Klimawechsel, Handlings- und Automatisierungsgrad) unterstützt eine robuste Auslegung über den gesamten Logistikprozess.

Vorgehensweise in der Praxis

1. Anforderungsprofil erstellen: Produktempfindlichkeit, Lager- und Transportdauer, Klima, mechanische Belastungen, gewünschte Optik und Haptik.
2. Materialauswahl und Benchmarks: Geeignete Folienwerkstoffe und Schichtaufbauten definieren, Referenzmuster prüfen.
3. Bemusterung und Tests: Dickenvarianten evaluieren, relevante Prüfungen (z. B. Durchstoß, Scheuer, Feuchte) durchführen.
4. Bewertung und Skalierung: Ergebnisse gegen Zielkriterien abgleichen, Sicherheitsreserven berücksichtigen, Fertigungsstabilität sicherstellen.
5. Feldbewährung und Monitoring: Pilotanwendungen beobachten, Reklamationsdaten auswerten und Spezifikationen bei Bedarf anpassen.

Typische Richtwerte

• Leichte Feuchtesperre: ca. 10–20 µm.
• Erhöhter Abriebschutz/Fettbarriere: ca. 25–40 µm.
• Robuste Anwendungen mit höherem Durchstoßwiderstand: ca. 40–60 µm und ggf. Verbundlagen.
• Höhere Barriereanforderungen: je nach Schichtdesign und Funktionslage; die Gesamtstärke ist dabei weniger ausschlaggebend als der Materialmix.

Dokumentation

Spezifikationen sollten neben der Ziel-Folienstärke auch Toleranzen, Messmethode, Prüfbedingungen und Freigabekriterien enthalten. So wird die Reproduzierbarkeit über Chargen hinweg sichergestellt. Ergänzend sind Versionsstände, Zeichnungen mit relevanten Maß- und Rillangaben sowie Grenz- und Referenzmuster hilfreich.

Häufige Fehlerbilder und Abhilfe

• Delamination: Unzureichender Haftverbund zwischen Folie und Deckschicht; Ursachenanalyse zu Vorbehandlung, Klebstoffauftrag oder Prozessparametern.
• Kantenbruch/Rissbildung: Zu hohe Schichtdicke oder falsche Rillgeometrie; Anpassung der Rillparameter und Materialkombination.
• Welligkeit/Planlagefehler: Ungleichmäßige Dicke oder Spannungsverteilung; Optimierung der Bahnführung und Abkühlbedingungen.
• Siegelprobleme: Unklare Temperaturfenster oder verschmutzte Siegelzonen; Prozessfenster definieren und Oberflächenreinheit sicherstellen.

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft

Die Folienstärke beeinflusst Materialeinsatz und Recyclingfähigkeit. Dünnere, funktionsgerechte Schichten reduzieren den Ressourcenbedarf, während Monomateriallösungen und trennbare Verbunde die Verwertung unterstützen. Gleichzeitig müssen Barriere- und Schutzfunktionen erfüllt bleiben, um Produktverluste – und damit verborgene Umweltlasten – zu vermeiden. Eine sachgerechte Auslegung berücksichtigt daher Lebenszyklusbetrachtungen ebenso wie die geforderten Leistungskennwerte.

Zusammenfassung:

• Die Folienstärke bezeichnet die Dicke einer Folie, die üblicherweise in Mikrometern gemessen wird und eine entscheidende Rolle bei der Verpackungsausführung spielt.
• Zur Sicherstellung einer angemessenen Stabilität und Haltbarkeit der Verpackung, vor allem bei Wellpappverpackungen, ist eine ausreichende Folienstärke von großer Bedeutung.
• Außerdem beeinflusst die Stärke der Folie bei Verpackungen aus Wellpappe die Barriereeigenschaften gegenüber externen Einflüssen, was für den Schutz des Produktes von erheblicher Bedeutung ist.
• Die Bestimmung erfolgt über standardisierte Messmethoden mit definierten Prüfbedingungen; Mittelwertbildung über mehrere Punkte erhöht die Aussagekraft.
• Die geeignete Schichtdicke ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Produktschutz, Verarbeitbarkeit, Ressourcenverbrauch und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen.
• Auftragsgewicht, Materialdichte und Beschichtungsverfahren sind wichtige Einflussgrößen für eine konsistente, funktionsgerechte Schichtdicke.