Technische Folien

In der Welt der Wellpappe und Verpackungen spielen technische Folien eine wichtige Rolle. Sie sind Schlüsselkomponenten, die es ermöglichen, innovative und funktionelle Verpackungen zu realisieren. Mit ihrer Hilfe können Verpackungen erstellt werden, die nicht nur Schutz bieten, sondern auch ästhetisch ansprechend sind und Informationen über das verpackte Produkt liefern. Darüber hinaus erweitern Folien das Funktionsspektrum von Wellpappenlösungen um Barrieren gegen Feuchtigkeit, Fette und Gase, erleichtern das Handling durch definierte Gleiteigenschaften und verbessern die Bedruckbarkeit für klare Produktkennzeichnungen und Anleitungen. Sie tragen zudem zur standardisierten Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit (beispielsweise über Barcodes oder Codes zur Chargenverfolgung) bei. Durch die gezielte Kombination mit Papieren und Kartons lassen sich haptische und optische Effekte sowie funktionale Schichten präzise auf die jeweilige Anwendung abstimmen.

Neben dem Schutz vor mechanischen Einflüssen ermöglichen technische Folien zusätzliche Funktionen wie Antistatik, UV-Stabilität, Korrosionsschutz (z. B. VCI), Antifog-Eigenschaften, Rutschhemmung und wiederverschließbare Siegelungen. Je nach Anwendung kommen transparente, matte, opake oder metallisierte Qualitäten zum Einsatz – als Monofolie oder als mehrschichtiger Verbund. Spezielle Rezepturen erlauben darüber hinaus flammhemmende Eigenschaften, antimikrobielle Ausrüstung oder eine geräuscharme Abwicklung für sensible Produktionsumgebungen. Auch Funktionen wie Anti-Scratch, Easy-Open-Features und kontrollierte Entgasung lassen sich bei Bedarf integrieren.

Definition: Was versteht man unter dem Gebrauch technischer Folien?

Technische Folien sind speziell entwickelte Plastikfolien, die für verschiedene industrielle Anwendungen verwendet werden. Sie können aus verschiedenen Materialien wie Polypropylen, Polyester oder Polyethylen bestehen und sind dadurch besonders vielseitig in ihrer Anwendung. Je nach Einsatzgebiet kommen auch Polyamide oder biobasierte Polymere zum Einsatz; die Materialwahl beeinflusst Verarbeitung, Recyclingfähigkeit und die Eignung für Kontakt mit sensiblen Gütern.

Im engeren Sinne umfasst der Begriff funktionale Monofolien (z. B. PE, PP, PET), orientierte Folien (BOPP, BOPET), Polyamide (PA) sowie Verbundfolien mit Barriereschichten (z. B. EVOH). Typische Dicken reichen von etwa 10 bis 200 µm. Abhängig von Rezeptur und Aufbau bieten sie definierte mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Reißdehnung, Durchstoßwiderstand), ein abgestimmtes Heißsiegelfenster und gezielte optische Parameter (Trübung/Haze, Glanz, Transparenz). Additive wie Gleitmittel, Antiblock, Antistatik- oder UV-Stabilisatoren erweitern das Eigenschaftsprofil. Ergänzend sind antimikrobielle Zusätze, Flammschutz und spezielle Haftvermittler möglich, um Verbundsysteme sicher zu realisieren und die Weiterverarbeitung zu stabilisieren.

Materialklassen, Schichtaufbauten und Terminologie

Monomaterial-Folien erleichtern die sortenreine Verwertung, während mehrschichtige Coextrusionsverbunde gezielte Funktionsverteilungen (Siegel-, Barriere- und Schutzschichten) erlauben. Orientierte Folien (biaxial oder monoaxial) bieten gesteigerte Steifigkeit, verbesserte Barrieren und definierte Schrumpfverhalten. Haftvermittler, Primer und funktionale Lacke sichern die Kompatibilität bei Kaschierung und Bedruckung. Dickentoleranzen, Dichte und Flächengewichte sind wichtige Planungsgrößen in der Verpackungskonstruktion und bestimmen neben Materialkosten auch Lauf- und Verarbeitungsverhalten.

Anwendungsbereiche von technischen Folien

Die Einsatzgebiete von technischen Folien sind breit gefächert. Sie werden in der Automobilindustrie, im Bausektor, in der Elektronik und natürlich in der Verpackungsindustrie verwendet. Im Bereich der Wellpappenverpackungen können technische Folien zum Beispiel zur Verbesserung der Haltbarkeit, zur Erhöhung der Transparenz oder zur Verbesserung der Ästhetik eingesetzt werden. In Logistik und Versandhandel unterstützen sie reibungsarme Packprozesse, sichere Warensicherung und eine konsistente Darstellung von Kennzeichnungen. In der Lebensmittel- und Pharmalogistik ermöglichen definierte Barrieren und abgestimmte Siegelschichten eine fachgerechte Verpackung sensibler Güter.

Beispiele aus der Praxis:

• Innenauskleidung (Inliner) von Kartons zur Feuchte-, Fett- oder Geruchsbarriere für empfindliche Güter.
• Sichtfenster in Karton- und Wellpappkonstruktionen zur Produktpräsentation und Identifikation.
• Kaschierungen auf Linerpapieren zur Erhöhung der Oberflächenbeständigkeit, Bedruckbarkeit und Reinigbarkeit.
• Heißsiegel- und Peel-Folien für Beutel, Beutel-Inserts und Beutelverschlüsse in kombinierten Packmitteln.
• Antistatik- und ESD-Folien für den Versand elektronischer Baugruppen in schützenden Umverpackungen.
• Korrosionsschutzfolien (z. B. mit VCI-Wirkprinzip) als Zwischenlage oder Beutel für metallische Komponenten.
• Abdeck-, Schrumpf- und Dehnfolien zur Stabilisierung und zum Schutz von Gütern während Lagerung und Transport.
• Fensterklebungen in Faltkisten, die klare Sicht auf das Packgut bieten und gleichzeitig Staub- und Feuchteeintrag reduzieren.
• Rutschhemmende Zwischenlagen zur Palettensicherung und zur Minimierung von Transportschäden in der Umverpackung.
• Spezialfolien als Sterilisations- oder Pasteurisationsbarriere in Kombination mit Sekundärverpackungen aus Wellpappe.
• Beschichtete Liner für kratzunempfindliche Oberflächen und eine gute Reinigbarkeit in Mehrweg- und Kreislaufkonzepten.

Funktionsweise und Herstellung

Technische Folien werden durch verschiedene Herstellungsverfahren produziert und verarbeitet, abhängig von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. In der Regel werden sie entweder durch Extrusion oder durch Kalandrieren hergestellt. Extrusion ist das Durchpressen von Kunststoff durch eine Form, während Kalandrieren das Verformen von Kunststoff durch Walzen ist. Nach der Herstellung kann die Folie je nach Bedarf weiter behandelt und veredelt werden.

In der Praxis dominieren Blasfolien- und Gießfolienextrusion. Bei der Coextrusion entstehen mehrschichtige Aufbauten mit spezialisierter Funktionsverteilung (z. B. Außenschicht mit definierter Gleitreibung, Kernschicht für Steifigkeit, Innenschicht mit Heißsiegelfähigkeit). Durch biaxiale Orientierung (BOPP/BOPET) werden Steifigkeit, Durchstoßfestigkeit, Barriere und optische Eigenschaften gezielt erhöht. Vorbehandlungen wie Corona- oder Plasma-Behandlung verbessern die Oberflächenenergie für Druck, Lackierung und Kaschierung. Veredelungen umfassen Bedruckung (Flexo/Tiefdruck), Lackierung, Metallisierung, Silikonisierung oder Extrusionsbeschichtung auf Papier- und Kartonträger.

Für Verbunde mit Wellpappe oder Karton kommen lösemittelfreie, lösemittelhaltige oder wasserbasierte Klebstoffsysteme sowie Extrusionsbeschichtungen zum Einsatz. Die Auswahl des Klebstoffs beeinflusst Verbundhaftung, Geruch, Temperaturbeständigkeit und Recyclingfähigkeit.

Extrusionsverfahren im Überblick

Blasfolien zeichnen sich durch isotropere Eigenschaften aus und eignen sich für robuste, dehnfähige Anwendungen; Gießfolien bieten eine sehr gute Planlage und enge Dickentoleranzen, was die Weiterverarbeitung erleichtert. MDO-/TDO-Streckprozesse erzeugen gerichtete Eigenschaften, die für Barrieren, Steifigkeit und optische Kennwerte genutzt werden. Inline-Messtechnik (z. B. Dickenmessung, Bahninspektion) stabilisiert die Prozessführung und minimiert Schwankungen.

Kaschieren, Beschichten und Bedrucken

Beim Kaschieren sorgen Auftragsgewichte, Aushärtung (z. B. bei Reaktivsystemen) und Trocknung für reproduzierbare Verbundeigenschaften. Primer und funktionale Lacke verbessern die Haftung und die Weiterverarbeitbarkeit. In der Bedruckung beeinflussen Raster, Farbsystem und Oberflächenenergie die Kantenschärfe und Abriebfestigkeit; eine passgenaue Registerhaltung ist für mehrfarbige Layouts und Fensterkonstruktionen in Wellpappe essenziell.

Eigenschaften und Leistungskennzahlen

Die Eignung technischer Folien wird über definierte Kenngrößen beschrieben. Wichtige Parameter sind:

• Dicke/Flächengewicht (µm/g/m²) und Dichte (g/cm³)
• Zugfestigkeit, Reißdehnung, Weiterreiß- und Durchstoßfestigkeit
• Heißsiegelfenster, Siegelnahtfestigkeit, Peel-Kraft
• Gleitreibungskoeffizient (COF) und Rutschhemmung
• OTR und WVTR (Sauerstoff- bzw. Wasserdampfdurchlässigkeit) für Barriereanwendungen
• Trübung (Haze), Glanz, Transparenz und Bedruckbarkeit
• Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Antistatikverhalten

Die Auswahl erfolgt applikationsspezifisch, z. B. hohe Siegelnahtfestigkeit für Beutel, niedriger COF für gute Gleitfähigkeit in Abfüllanlagen oder definierte Barrierewerte für empfindliche Füllgüter. Zusätzlich spielen Prozesskennzahlen wie Heißklebeverhalten (Hot-Tack), Schrumpfneigung und Alterungsbeständigkeit eine Rolle, um auch unter wechselnden Klima- und Lagerbedingungen konstante Ergebnisse zu erzielen.

Prüfnormen und Messmethoden

Mechanik und Optik werden typischerweise nach anerkannten Normen geprüft, z. B. Reiß- und Zugtests, Dart-Drop/Weiterreißversuche, COF-Messungen, Heißsiegel- und Peel-Tests, OTR/WVTR-Bestimmungen sowie Haze/Glanzmessungen. Für praxisnahe Aussagen sind Klimaprüfungen (Temperatur/Feuchte), UV-Alterung und Chemikalienbeständigkeitstests sinnvoll. Ergänzend sichern Prozessfähigkeitsanalysen mit statistischen Kennzahlen die Reproduzierbarkeit in der Produktion.

Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion

Schichtaufbau, Orientierung und Additivierung bestimmen maßgeblich die Balance aus Barriere, Steifigkeit, Siegelverhalten und Optik. Niedrige COF-Werte fördern die Anlagenlaufbarkeit, erhöhen jedoch potenziell die Blockneigung, wenn Antiblockierung und Oberflächenenergie nicht abgestimmt sind. Höhere Barrieren durch Metallisierungen oder EVOH-Schichten verbessern Produkt- und Aromaschutz, erfordern jedoch eine sorgfältige Verbundauslegung hinsichtlich Recycling und Weiterverarbeitung.

Verarbeitung und Integration in Wellpappenverpackungen

Für den Einsatz in Kombination mit Wellpappe sind Prozessstabilität und Kompatibilität mit bestehenden Maschinen entscheidend. Relevante Aspekte sind die Bahnspannung in der Weiterverarbeitung, die Klebstoffverträglichkeit, die Planlage sowie ein COF, der Störungen in Falt- und Klebeprozessen vermeidet. In Kaschierprozessen muss die Oberflächenenergie ausreichend hoch sein, damit Druckfarben und Klebstoffe zuverlässig haften. Bei Sichtfenstern beeinflussen Haze und Glanz die Produktwahrnehmung, während die Kratzbeständigkeit die Gebrauchsdauer bestimmt.

Für Belüftung, Entgasung oder leichte Öffnung werden häufig Mikro- oder Makrolochungen eingesetzt; ein weiterführendes Glossar zum Thema Perforation erläutert Begriffe und Verfahren. In thermischen Prozessen ist die Einhaltung des Heißsiegelfensters zentral, um reproduzierbare Siegelnähte ohne Verbrennungen, Faltenwurf oder Undichtigkeiten zu erzielen.

Maschinenkompatibilität und Prozessfenster

Stanz-, Rill- und Faltprozesse in der Wellpappenweiterverarbeitung erfordern eine saubere Planlage, stabile Bahnführung und definierte Oberflächenreibwerte. Fensterklebungen profitieren von präzisen Toleranzen, staubarmen Umgebungen und gut haftenden, migrationsarmen Klebstoffen. Geeignete Lagerbedingungen (temperiert, trocken, staubarm) reduzieren Blocking, statische Aufladungen und Maßänderungen. Für ESD-kritische Anwendungen ist eine kontrollierte Ableitung statischer Ladungen unerlässlich.

Nachhaltigkeit und Recycling

Die Umweltverträglichkeit technischer Folien hängt maßgeblich von Materialwahl, Schichtaufbau und Einsatzdauer ab. Monomaterial-Konzepte (z. B. reine PE- oder PP-Verbunde) erleichtern das stoffliche Recycling. Der Einsatz von Rezyklaten (PCR/PI) kann den Primärrohstoffbedarf reduzieren, setzt aber stabile Prozesse und geeignete Qualitätskontrollen voraus. Dünnere Folienstärken bei gleicher Leistung (Down-Gauging) senken Materialeinsatz, erfordern jedoch präzise Prozessführung.

Bei Papier-Folie-Verbunden ist die Trennbarkeit für die Sortierung relevant. Klebstoffsysteme und Beschichtungen sollten so gewählt werden, dass die Recyclingströme nicht behindert werden. Für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt sind migrationsarme Rezepturen, konforme Druckfarben und GMP-gerechte Prozesse zu beachten.

Design for Recycling und Sortierbarkeit

Die Erkennung in Sortieranlagen (z. B. über NIR) wird durch geeignete Materialwahl und geringe Metallisierungslinsen erleichtert. Reduzierte Schichtvielfalt, klare Deklaration und eine optimierte Siegel- und Klebstoffstrategie unterstützen die Sortenreinheit. Wo Papier-Folie-Verbunde nötig sind, erhöhen trennbare Systeme und geringe Auftragsgewichte die Chancen auf eine hochwertige Verwertung.

Biobasierte und biologisch abbaubare Folien

Biobasierte oder biologisch abbaubare Folien können in definierten Anwendungen sinnvoll sein. Wichtig sind die Kompatibilität mit bestehenden Recyclingströmen, die tatsächlichen Abbaubedingungen und die Einhaltung regulatorischer Vorgaben. In Kombination mit Wellpappe sollte die Funktion über die gesamte Nutzungskette – von der Verarbeitung über den Transport bis zur Entsorgung – bewertet werden.

Qualitätssicherung, Prüfungen und typische Fehlerbilder

Zur Absicherung der Performance werden mechanische, thermische und optische Prüfungen eingesetzt: Zug- und Reißtests, Siegelnaht- und Peel-Prüfungen, COF-Messungen, Klimabelastungen, OTR/WVTR-Bestimmung sowie Alterungstests unter UV/Temperatur. In der Weiterverarbeitung sind Bahnverlauf, Registerhaltigkeit, Verbundhaftung und Dimensionsstabilität zu überwachen.

• Typische Fehler: Delamination, Blocking/Verblocken, Curling/Schüsseln, schlechte Bedruckbarkeit, Siegelnaht-Leckagen, optische Schlieren, unzureichende Barrierewerte.
• Ursachen: ungeeignete Additivierung, falsches Heißsiegelfenster, unpassender COF, zu geringe Oberflächenenergie, fehlerhafte Kaschierparameter oder klimatische Einflüsse.
• Abhilfe: Rezepturanpassung, Vorbehandlung (Corona/Plasma), Prozessfenster optimieren, geeignete Klebstoff- und Lackkombinationen wählen, Klimaführung verbessern.

Ein strukturierter Prüfplan umfasst zusätzlich Hot-Tack-Tests, Abrieb- und Kratzprüfungen, Gel- und Einschlusseinheiten sowie sensorische Bewertungen bei empfindlichen Anwendungen. Inline-Inspektionssysteme detektieren Fehlstellen frühzeitig, während Rückstellmuster und Trendanalysen die Prozessfähigkeit langfristig absichern.

Vor- und Nachteile von technischen Folien

Die Vorteile von technischen Folien liegen in ihrer Vielseitigkeit und ihren gezielt einstellbaren Eigenschaften. Sie können maßgeschneidert und an kundenspezifische Bedürfnisse angepasst werden, sowohl in Bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften als auch in Bezug auf ihre Optik. Zudem sind sie leicht, robust und langlebig. Allerdings sind sie in der Regel teurer als andere Materialien und ihre Herstellung kann einen signifikanten Energieaufwand erfordern. Zudem sind Fragen der Recyclingfähigkeit und Umweltverträglichkeit wichtige Aspekte, die bei der Verwendung von technischen Folien berücksichtigt werden müssen.

• Vorteile: präzise einstellbare Barrieren, definierte Siegeleigenschaften, hohe mechanische Stabilität, gute Bedruckbarkeit, funktionale Additive (Antistatik, UV, Antifog), Gewichtsersparnis, prozesssicher einstellbare Reibwerte und abgestimmte Oberflächenenergie für stabile Weiterverarbeitung.
• Nachteile: komplexe Recyclingpfade bei Mehrschicht- und Papier-Folie-Verbunden, potenziell höhere Material- und Prozesskosten, empfindlich gegenüber Prozessabweichungen (z. B. COF, Vorbehandlung), regulatorische Auflagen bei sensiblem Kontakt, mögliche Geruchseinflüsse sowie statikbedingte Staubanziehung bei ungeeigneter Additivierung.

Zusammenfassung:

• Technische Folien sind vielseitig einsetzbare Materialien, die in einer Vielzahl von Industriezweigen verwendet werden, einschließlich der Verpackungsindustrie.
• Sie stellen eine ausgezeichnete Alternative zu traditionellen Verpackungen wie Wellpappe dar, da sie hohe Funktionalität und Anpassungsfähigkeit bieten und dabei oft leichter und kosteneffizienter sind.
• Im speziellen Kontext der Verpackungsherstellung können technische Folien eingesetzt werden, um Barriere- und Schutzfunktionen zu erreichen, die mit herkömmlichen Materialien schwer zu erzielen sind.
• In Kombination mit Wellpappenlösungen erweitern Folien das Eigenschaftsprofil um definierte Barrieren, Siegel- und Gleiteigenschaften sowie optische Funktionen.
• Materialwahl, Schichtaufbau und Verarbeitung (z. B. Coextrusion, Orientierung, Kaschierung) bestimmen Leistungsfähigkeit, Prozessstabilität und Recyclingfähigkeit.
• Eine sorgfältige Qualitätssicherung mit geeigneten Prüfmethoden minimiert Fehlerbilder wie Delamination, Leckagen oder unzureichende Haftung und sichert konstante Ergebnisse.
• Design-for-Recycling-Ansätze, trennbare Verbunde und sortierfreundliche Materialien unterstützen eine hohe Verwertungsqualität im Kreislauf.
• Die Abstimmung von COF, Oberflächenenergie und Heißsiegelfenster ist entscheidend für störungsarme Packprozesse in Kombination mit Wellpappe.