Metallisierte Folie

Wenn es um die Verpackungswelt geht, spielt die metallisierte Folie eine zentrale Rolle. Sie stellt eine weit verbreitete, praxisnahe Lösung dar, um Verpackungen aus Wellpappe zuverlässig zu schützen und zugleich visuell aufzuwerten. Unter anderem eingesetzt von der Wellstar-Packaging GmbH, bietet sie zahlreiche Vorteile in unterschiedlichen Anwendungsfeldern. In der Praxis kommt sie als eigenständige Barrierefolie, als kaschierte Decklage auf Papier/Karton oder als Einleger (Inliner) in Wellpappverpackungen zum Einsatz. Ziel ist die Kombination aus funktionalem Produktschutz (z. B. gegen Feuchte, Sauerstoff und Licht) und einer hochwertigen, reflektierenden Oberfläche, die sich zudem gut bedrucken oder veredeln lässt. Ergänzend ermöglicht sie definierte technische Eigenschaften, etwa kontrollierte Gleitwerte und geeignete Oberflächenenergie zur sicheren Weiterverarbeitung.

Definition: Was versteht man unter metallisierter Folie?

Metallisierte Folien sind Kunststofffolien, die durch ein spezielles Verfahren mit einer dünnen Metallschicht versehen wurden. Dank dieser Technik ist es möglich, Wellpappverpackungen mit einer zusätzlichen Schicht zu versehen, die nicht nur Schutz bietet, sondern die visuellen Eigenschaften der Verpackung verbessert. Häufige Trägermaterialien sind biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE) oder CPP. Die metallische Schicht besteht in der Regel aus Aluminium und ist extrem dünn (typisch im Nanometerbereich), wodurch eine hohe Reflexion sowie eine effektive Sperrwirkung (Barriere) gegen Gase und Wasserdampf erzielt werden. In der Praxis sind Bezeichnungen wie VMPET (metallisierte PET-Folie) oder VMBOPP (metallisierte BOPP-Folie) gebräuchlich; die optische Dichte (OD) dient als Kennwert für die Schichtausprägung.

Abzugrenzen ist die metallisierte Folie von massiven Aluminiumfolien: Während Alufolie ein Vollmetall ist, bleibt die metallisierte Variante ein Kunststofffilm mit aufgedampfter Metallschicht. Das verleiht ihr ein anderes Eigenschaftsprofil hinsichtlich Flexibilität, Reißfestigkeit, Verarbeitbarkeit und Recyclingfähigkeit. Typische Basismaterialdicken bewegen sich beispielsweise bei PET um 12 µm und bei BOPP um 20–30 µm; die aufgedampfte Aluminiumschicht liegt häufig im Bereich von wenigen Dutzend Nanometern. Daraus resultiert ein günstiges Verhältnis aus Funktionalität und Materialeinsatz.

Herstellungsverfahren von metallisierter Folie

Die Herstellung von metallisierten Folien beginnt mit einem Kunststofffilm, der nachfolgend durch Hochvakuummetallisierung eine dünne Metallschicht erhält. Diese Technik bewirkt, dass Metallatome auf die Oberfläche des Films aufgetragen werden, was eine reflektierende Oberfläche schafft. Vor der Beschichtung wird die Folie üblicherweise vorbehandelt (z. B. Corona- oder Primerbeschichtung), um die Haftung der Metallschicht zu verbessern und eine gleichmäßige, fehlerarme Abscheidung zu ermöglichen. Die resultierenden Schichten werden häufig inline über optische Dichte und elektrische Flächenwiderstände überwacht, um Barriere- und Reflexionseigenschaften reproduzierbar zu halten.

Typische Prozessschritte sind:

• Oberflächenvorbehandlung des Kunststofffilms (Reinigung, Aktivierung)
• Hochvakuum-Prozesskammer mit Verdampfungseinheit (PVD/Bedampfung)
• Aufdampfen von Aluminium auf die laufende Folienbahn (Steuerung über optische Dichte/OD)
• Abkühlung, Aufwicklung und optionaler Auftrag von Schutz- oder Haftschichten
• Anschließende Weiterverarbeitung (Kaschierung mit Papier/Karton, Bedruckung, Zuschneiden)

Qualitätsbestimmend sind unter anderem die Gleichmäßigkeit der Schicht, die Haftung zwischen Metall und Folie, die Anzahl von Fehlstellen (Pinholes) sowie Kenngrößen wie die optische Dichte, der Sauerstoffdurchgang (OTR) und der Wasserdampfdurchgang (WVTR). Ergänzende Prüfgrößen sind Glanzgrad, Oberflächenenergie, Reiß- und Weiterreißfestigkeit sowie der elektrische Flächenwiderstand der Metallschicht. Für die Praxis wichtig: Eine höhere optische Dichte korreliert nicht in jedem Fall linear mit besseren Barrierewerten, da Mikrodefekte die Funktion beeinflussen können.

Materialaufbauten und Kaschierungen

In der Anwendung entstehen häufig Verbunde, die die Vorteile verschiedener Schichten kombinieren. Gängige Strukturen sind zum Beispiel PETmet/PE, BOPPmet/CPP oder Papier/PETmet/PE. Dabei übernehmen die Kunststofflagen Funktionen wie Siegelbarkeit, Steifigkeit oder Kratzbeständigkeit, während die metallisierte Schicht die Barriere und Optik liefert. Klebstoffsysteme (z. B. lösemittelfrei oder lösemittelhaltig auf Polyurethanbasis) werden auf die jeweiligen Substrate abgestimmt, um eine dauerhafte Verbundhaftung und gute Verarbeitbarkeit in Wellpappe-Prozessen zu erreichen.

Druck, Veredelung und Weiterverarbeitung

Metallisierte Oberflächen ermöglichen visuelle Effekte von hochglänzend bis satiniert. Für eine stabile Bedruckbarkeit sind geeignete Vorbehandlungen (z. B. Corona, Primer) relevant. Druckverfahren wie Flexo, Tief- oder Offsetdruck (z. B. im Rahmen einer Litho-Laminierung) kommen je nach Aufbau zum Einsatz. Bei der Weiterverarbeitung in der Wellpappe sind Parameter wie Rillgeometrie, Falzwinkel, Anpressdruck und Stanzbild zu beachten, um Mikrorisse der metallischen Sperrschicht zu minimieren. Schutz- oder Überzugslacke sowie geeignete Klebstoffe helfen, die Kantenstabilität und Abriebfestigkeit zu erhöhen.

Anwendungsbereiche für metallisierte Folien

Die Anwendungsmöglichkeiten für metallisierte Folien sind weitreichend. Oftmals findet man diese Art der Folie in der Lebensmittelindustrie oder bei der Produktion von Kosmetikprodukten. In beiden Fällen verhilft sie zu schützenden und ansprechenden Verpackungslösungen. Darüber hinaus werden metallisierte Barrierefolien in weiteren Bereichen genutzt, etwa bei Tiernahrung, Kaffee, Tee, Pulvern, Süßwaren, Nahrungsergänzungsmitteln sowie technischen Komponenten, die empfindlich gegenüber Feuchte oder Licht sind. Auch empfindliche Elektronikkomponenten oder feuchtigkeitssensible Ersatzteile profitieren von kontrollierten Barrieren und einer definierten Oberflächenleitfähigkeit (je nach Schichtsystem).

Im Kontext mit Wellpappe kommen insbesondere folgende Einsatzformen vor:

• Kaschierung auf Deckenpapier zur Erzeugung einer metallischen Oberfläche mit Lichtschutz
• Innenliegende Beutel/Inliner als Feuchte- und Aromaschutz innerhalb einer Wellpappverpackung
• Einleger oder Auskleidungen für temperatur- bzw. strahlungsreflektierende Effekte (z. B. bei Isolierverpackungen)
• Displays und Präsentationsverpackungen mit dekorativer, reflektierender Optik
• Spezielle Schutzanwendungen, bei denen eine zusätzliche Sperrschicht gefordert ist

Bei der Weiterverarbeitung in der Wellpappe sind Aspekte wie Rillbarkeit, Falzbarkeit und mögliche Rissbildung der Metallschicht an Kanten zu berücksichtigen, da Mikrorisse die Barrierefunktion beeinflussen können. Für die Orientierung in der Vielzahl an Materialkombinationen lässt sich gezielt die passende Lösung finden. Zusätzlich sollten Transport- und Lagerbedingungen (Temperatur, relative Luftfeuchte) auf das Material abgestimmt sein, um Planlage, Wickelstruktur und Oberflächeneigenschaften stabil zu halten.

Technische Kenngrößen und Prüfmethoden

Zentrale Kenngrößen in der Auswahl sind OTR (Oxygen Transmission Rate) und WVTR (Water Vapor Transmission Rate). Messverfahren erfolgen beispielsweise nach ASTM D3985 oder ISO 15105-2 (OTR) sowie ASTM F1249 oder ISO 15106 (WVTR). Je nach Material und Schichtdicke lassen sich OTR-Werte im Bereich von deutlich unter 1 bis zu wenigen cm³/(m²·d) erzielen; WVTR-Werte liegen typischerweise im Bereich von Zehntelgramm bis zu etwa 1 g/(m²·d) (Richtwerte, abhängig von Aufbau und Bedingungen). Optische Dichte (OD) und Glanzgrad (z. B. nach ISO 2813) charakterisieren zusätzlich die visuelle Anmutung. Mechanische Eigenschaften werden u. a. über Zugprüfungen (z. B. nach ISO 527) erfasst.

Vor- und Nachteile von metallisierter Folie

Wie bei jedem Material gibt es auch bei der metallisierten Folie sowohl Vorteile als auch Nachteile. Die Vorteile sind unter anderem ihre gute Barrierewirkung gegen Feuchtigkeit und Sauerstoff, ihre Lichtreflexion und ihre ästhetischen Eigenschaften. Jedoch gibt es auch Nachteile zu beachten. So ist die Recyclingfähigkeit dieser Folien oft eingeschränkt und die Herstellung kann kostspielig sein. Für eine belastbare Auswahl sollten Barrierebedarf, Optik, Weiterverarbeitung und Entsorgungswege im Gesamtkontext bewertet werden.

Typische Vorteile:

• Verbesserte Barriere gegen Sauerstoff, Wasserdampf und Licht zur Stabilisierung von Produktqualität und Aroma
• Reflektierende, metallische Oberfläche mit hoher visueller Wirkung und guter Bedruckbarkeit
• Geringes Zusatzgewicht bei gleichzeitig hoher Funktionalität
• In Laminaten gute Kombination mit Papier/Karton für definierte mechanische Eigenschaften

Typische Nachteile bzw. Grenzen:

• Recyclingherausforderungen, insbesondere bei Papier-Kunststoff-Verbunden
• Empfindlichkeit der Metallschicht gegenüber Knicken/Perforation und daraus resultierende Barriereverluste
• Zusätzliche Prozessschritte (Kaschierung, Schutzlacke) erhöhen Aufwand und Komplexität
• Eignung abhängig von Verarbeitungsparametern (z. B. Rillen, Stanzen, Falzen) und Einsatzbedingungen

Qualitätssicherung und typische Fehlerbilder

Zur Qualitätssicherung werden Inline- und Laborprüfungen kombiniert. Neben OD-Überwachung und Barriereprüfungen zählen Haftfestigkeitstests (Peel), Klimabelastungen und visuelle Inspektion dazu. Häufige Fehlerbilder sind Pinholes, ungleichmäßige Metallisierung, Delaminationen, Kantenrisse nach dem Rillen/Falten oder Eintrübungen durch ungeeignete Lacke. Vorbeugende Maßnahmen umfassen saubere Substratvorbehandlung, abgestimmte Klebstoffsysteme, geeignete Rill- und Stanzwerkzeuge sowie angepasste Klimaführung in Lager und Verarbeitung.

Umweltaspekte rund um die metallisierte Folie

Trotz ihrer guten Eigenschaften sollte man das Thema Umweltverträglichkeit bei der Nutzung von metallisierten Folien nicht außer Acht lassen. Daher investieren Unternehmen wie die Wellstar-Packaging GmbH auch in Forschung und Entwicklung neuer Recyclingmethoden, um den Lebenszyklus dieser Verpackungslösung zu optimieren. Neben der Reduktion von Materialeinsatz und dem Einsatz ressourcenschonender Prozesse ist die Gestaltung recyclingfreundlicher Verbunde ein wichtiger Baustein.

Ökologische Betrachtungen umfassen den gesamten Lebenszyklus: Rohstoffauswahl (z. B. PP, PET), die extrem dünne Metallschicht (Aluminiumanteil in der Regel deutlich unter 1 % der Gesamtmasse), energieintensive Vakuumprozesse, Nutzung und End-of-Life. Materialseitig sind monomateriale metallisierte Folien (z. B. BOPP/CPP) tendenziell besser in bestehenden Kunststoffsammelströmen integrierbar als Papier-Kunststoff-Verbunde. Bei kaschierten Verbunden mit Papier/Karton kann die metallisierte Schicht das Faserrecycling beeinträchtigen; Design-for-Recycling-Ansätze (reduzierte Flächenanteile, lösbare Klebstoffe, geeignete Lacke) helfen, die Wiederverwertbarkeit zu verbessern.

Alternativen bzw. Ergänzungen sind transparente Hochbarriere-Beschichtungen (z. B. SiOx, AlOx), optimierte Lack- und Sperrschichten oder der Einsatz dünnerer Folienstärken. Die Auswahl sollte sich an den konkret benötigten Barrierewerten, der geforderten Optik, den Verarbeitungsprozessen in der Wellpappe und den verfügbaren Entsorgungs- bzw. Recyclingwegen orientieren. Zusätzlich können sortenreine Aufbauten, klare Kennzeichnungen und dokumentierte Konformität (z. B. für Lebensmittelkontakt) zu einer besseren Kreislaufführung beitragen.

Regulatorik, Konformität und Lagerung

Für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt sind einschlägige rechtliche Vorgaben (z. B. EU-Verordnungen zu Kunststoffen im Lebensmittelkontakt) und gute Herstellpraxis (GMP) zu beachten. Konformitätserklärungen, Migrationsprüfungen und Rückverfolgbarkeit sichern die Anwendung ab. Bei Lagerung und Handling bewährt sich ein trockenes, temperiertes Umfeld mit moderaten Klimawerten, um Planlage, Oberflächenenergie und Bedruckbarkeit zu stabilisieren. Mechanische Belastungen (Kantenstauchung, Druckstellen) sind möglichst zu vermeiden, um die metallisierte Schicht nicht zu beeinträchtigen.

Zusammenfassung:

• Metallisierte Folie ist ein hochwertiges Verpackungsmaterial, das durch Aufdampfen von Metallen auf Kunststofffolie entsteht, wodurch eine glänzende metallische Oberfläche erzeugt wird.
• Durch ihre ausgezeichnete Barrierewirkung gegen Feuchtigkeit, Licht und Sauerstoff bietet die metallisierte Folie einen hervorragenden Schutz für Produkte und kann somit die Qualität von Waren und deren Haltbarkeit erheblich verbessern.
• Für Unternehmen, die Verpackungen aus Wellpappe suchen, ist diese Folie besonders interessant, da sie mit ihrer glänzenden Oberfläche auch der optischen Aufwertung von Verpackungen dient und somit die Attraktivität des Endprodukts steigert.
• Als Trägermaterial kommen vor allem PET, BOPP, PE oder CPP zum Einsatz; die Metallschicht (meist Aluminium) wird im Hochvakuum hauchdünn aufgedampft.
• In Wellpappanwendungen wird metallisierte Folie als Kaschierung, Inliner oder Einleger genutzt; bei Rillen, Falzen und Kanten ist auf die Integrität der Sperrschicht zu achten.
• Ökologische Aspekte betreffen insbesondere die Gestaltung recyclingfreundlicher Verbunde und die Auswahl von Monomaterial-Lösungen, sofern funktional umsetzbar.
• Für die Auswahl sind Barrierekennwerte (OTR, WVTR), optische Dichte, Bedruckbarkeit und Weiterverarbeitbarkeit in der Wellpappe zentrale Kriterien.
• Qualitätssicherung, geeignete Prüfmethoden und korrektes Handling helfen, typische Fehlerbilder wie Pinholes oder Kantenrisse zu vermeiden.