Tiefziehfolie

Im kreativen Feld der Wellpappenproduktion stellt die Anwendung von Tiefziehfolien einen bedeutsamen Aspekt dar: Dieses Material verleiht der Verpackung zusätzliche Stabilität und schützt das Produkt effektiv vor äußeren Einflüssen. Beliebt ist diese Lösung insbesondere in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Zusätzlich ermöglicht die transparente oder transluzente Ausführung eine gute Sicht auf das Produkt, während optionale Barriereeigenschaften gegen Sauerstoff, Wasserdampf oder Aromen die Haltbarkeit unterstützen. In Kombination mit Wellpappe entstehen robuste Transport- und Präsentationslösungen, bei denen geformte Einsätze, Blister oder Trays exakt auf Konturen abgestimmt werden und so das Packgut fixieren, vor Stößen schützen und die Handhabung in automatisierten Verpackungslinien erleichtern. Ergänzend lassen sich funktionale Oberflächen (z. B. Antifog, Antistatik) integrieren, die in klimatisch anspruchsvollen Lieferketten die Sicht- und Packeigenschaften stabil halten.

Definition: Was versteht man unter Tiefziehfolie?

Die Tiefziehfolie ist ein Kunststoffgemisch, das mittels eines speziellen Prozesses verarbeitet wird. Dabei wird die Folie durch Wärme und Druck in eine spezifische Form gebracht. Von Bedeutung ist, dass sie sich dabei exakt an die Konturen der Form anpasst, was für eine passgenaue Verpackung sorgt. Sie wird am häufigsten aus den Kunststoffen PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen) oder PVC (Polyvinylchlorid) gefertigt. Ergänzend kommen je nach Anforderung auch rPET (recyceltes PET), PS (Polystyrol), PLA (biobasierter Kunststoff) oder coextrudierte Verbunde mit Barriereschichten (z. B. EVOH) zum Einsatz. Die Auswahl richtet sich nach Transparenz, Zähigkeit, Temperaturbeständigkeit, Siegelverhalten und den benötigten Barrierewerten gegenüber Gasen und Feuchtigkeit. In der Praxis wird zwischen Vakuum- und Druckluft-Thermoformen unterschieden; ebenso beeinflussen Formtiefe, Vorstrecken (Plug-Assist) und Werkzeugtemperierung das resultierende Bauteil in Bezug auf Festigkeit, Glanzgrad und Dimensionsstabilität.

Materialien und Eigenschaften

PET/rPET bietet gute Transparenz, Verformbarkeit und – in Monomaterial-Ausführung – eine vergleichsweise unkomplizierte stoffliche Verwertung. PP ist zäh, temperatur- und feuchtebeständiger, eignet sich für heißere Abfüllbedingungen und kann geruchsneutral ausgeführt werden. PVC ist gut thermoformbar, steht jedoch wegen möglicher Emissionen bei Herstellung und Entsorgung in der Kritik. Durch Coextrusion lassen sich Funktionsschichten für Siegelung (z. B. PE), Barriere (EVOH) oder Antistatik einbringen, ohne die Formbarkeit wesentlich zu beeinträchtigen. Zusätzlich möglich sind UV-Stabilisatoren, Einfärbungen für Lichtschutz, Antifog-Ausstattungen für Frischeanwendungen und Oberflächenmodifikationen zur Kratz- oder Chemikalienbeständigkeit. Für den Lebensmittelkontakt sind sensorische Neutralität (Geruch/Geschmack) und definierte Migrationsgrenzen entscheidend.

Typische Folienstärken

• Dünne Folien (ca. 150–300 µm) für Blisterhauben, Sichtverpackungen und leichte Einsätze
• Mittlere Stärken (ca. 300–800 µm) für Trays, Sortiereinsätze und Formteile mit moderater Tiefe
• Stärkere Qualitäten (ab ca. 800 µm bis mehrere Millimeter) für wiederverwendbare Werkstückträger und robuste Transporttrays
• Mikroprofile und kalandrierte Qualitäten für sehr filigrane Konturen, wenn geringe Formradien und präzise Schnitte gefordert sind
• Mehrschichtige Verbunde mit definierten Kern- und Deckschichten zur Erhöhung von Steifigkeit, Siegelfensterbreite und Barriereeigenschaften

Produktion und Verarbeitung der Tiefziehfolie

Die Produktion der Folien geschieht in einem speziellen Verfahren, dem sogenannten Tiefziehen. Dabei wird die Folie erhitzt und unter Druck in eine Form gepresst. Nach dem Abkühlen behält das Material die gegebene Form bei. Wichtig ist hierbei die hohe Präzision des Prozesses, wodurch die Tiefziehfolien perfekt an die Form der zu verpackenden Ware angepasst werden können. Je nach Produkt werden Vakuum- oder Druckluftunterstützung, Positiv- oder Negativformen sowie zoniertes Vorheizen eingesetzt, um eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung und definierte Kantenstabilität zu erzielen. Das resultierende Formteil wird anschließend beschnitten, gegebenenfalls bedruckt und häufig durch Siegeln oder Clamshell-Verschlüsse geschlossen. Einflussgrößen wie Aufheizrate, Materialkonditionierung, Werkzeugwerkstoff (z. B. Aluminium, Stahl), Oberflächenstruktur (poliert, mattiert) und gezielte Formluftsteuerung bestimmen Oberflächengüte, Schrumpfverhalten und Maßhaltigkeit.

Prozessschritte im Überblick

1. Extrusion und ggf. Coextrusion der Folie mit Funktionsschichten
2. Konditionierung und Vorheizen der Bahn im geeigneten Temperaturfenster
3. Formgebung (Vakuum-/Druckluft-Tiefziehen, Werkzeugwahl, Tiefziehverhältnis)
4. Abkühlung und Entformung zur Formstabilisierung
5. Beschnitt, Stanzen, optionales Bedrucken oder Kaschieren
6. Verschließen, Siegeln und Qualitätssicherung (z. B. Dichtigkeitsprüfungen)

Qualitätsmerkmale und Parameter

• Wandstärkenverteilung und Tiefziehverhältnis als Maß für gleichmäßige Materialverteilung
• Siegelfestigkeit, Dichtigkeit und definierte Öffnungskräfte bei verschlossenen Packungen
• Transparenz, Oberflächengüte und Kratzfestigkeit für Präsentationsanforderungen
• Reinraumfähigkeit und Partikelarmut für Pharma- und Medizintechnik
• ESD-Eigenschaften bei leitfähigen oder antistatischen Anwendungen in der Elektronik
• Temperatur- und Formstabilität unter realen Nutzbedingungen (Kühlkette, Wärmeeinwirkung)
• Sensorische Unauffälligkeit insbesondere für Lebensmittelanwendungen

Gestaltung und Öffnungshilfen

Für anwenderfreundliche Handhabung werden häufig Öffnungslaschen, Rillungen oder gezielte Ausstanzungen eingesetzt. Bei bedarfsgerechter Öffnungsunterstützung kommt auch eine definierte Lochreihe zum Einsatz; weiterführende Informationen dazu bietet der Beitrag ausführliche Erläuterungen zur technisch sauberen Perforation als Öffnungshilfe. In Kombination mit Wellpappe lassen sich formstabile Einsätze so auslegen, dass sie in Außenverpackungen Verrutschen verhindern, Stapelkanten bilden und automatisiert bestückt werden können. Zusätzlich kommen formschlüssige Rastungen (Snap-Fit), Filmscharniere für Clamshell-Lösungen und Sollbruchzonen zum Einsatz, um definierte Öffnungskräfte und sichere Wiederverschlüsse zu erzielen.

Anwendungsgebiete von Tiefziehfolien in der Verpackungsindustrie

In der Verpackungsindustrie finden Tiefziehfolien vielfältige Anwendung. Sie sind bei der Produktion von Lebensmittelverpackungen ebenso populär wie bei der Verpackung von Medikamenten oder Elektronikteilen. Lebensmittel bleiben länger frisch, Medikamente werden effektiv geschützt und empfindliche Elektronikteile erhalten einen stoßfesten Schutz. Typische Beispiele sind MAP- und Skin-Trays für Fleisch, Käse oder Convenience-Produkte, Blisterverpackungen für Tabletten (z. B. PVC/Alu- oder Barriereverbunde), sterile Trays für Medizintechnik (z. B. in Kombination mit Tyvek-Deckmaterial) sowie ESD-geeignete Werkstückträger für elektronische Baugruppen. In Verbindung mit Wellpappe entstehen Sets aus Außenkarton und passgenauem Tiefzieheinsatz, die den Produktschutz während Transport und Lagerung verbessern. Darüber hinaus werden in Handel und Kosmetik Sichtverpackungen mit hoher Präsentationsqualität eingesetzt, bei denen Transparenz und Formdetails die Produktinformation unterstützen.

• Lebensmittel: Trays, Hauben und Schalen für Frische-, Kühl- und Trockenprodukte
• Pharma/Medizin: Blister, sterile Barriereverpackungen, Transporttrays
• Elektronik: leitfähige oder antistatische Trays, Sortier- und Handlingeinsätze
• Kosmetik und Handel: Sichtverpackungen, Präsentationsblister und Einlagen
• Industrie/Automotive: wiederverwendbare Werkstückträger und Einsätze für Mehrwegkreisläufe
• Haushalt/DIY: Sortierkästen, Lager- und Präsentationseinsätze für Kleinteile
• Tiefkühl- und Heißanwendungen: temperaturoptimierte Trays mit definiertem Siegel- und Nutzungsspektrum

Vor- und Nachteile von Tiefziehfolie

Die Vorteile liegen in der hohen Anpassungsfähigkeit und Robustheit der Folien. Sie passen sich perfekt an die Form des zu verpackenden Produktes an und bieten einen starken Schutz gegen äußere Einflüsse. Außerdem sind sie reißfest und stabil. Tiefziehfolien sind wiederverwendbar und lassen sich gut recyceln.

• Hohe Anpassungsfähigkeit
• Guter Schutz für das Produkt
• Reißfest und stabil
• Wiederverwendbar und gut recycelbar
• Geringes Eigengewicht bei hoher Formstabilität
• Transparenz für Sicht- und Präsentationszwecke
• Automatisierbar in hohen Taktraten
• Optionale Barriereeigenschaften durch Funktionsschichten
• Gute Formdetailtreue bei passenden Werkzeugen und Prozessparametern
• Effiziente Materialnutzung bei flächigen Geometrien

Die Nachteile hängen hauptsächlich mit dem Material selbst zusammen. PVC wird oft kritisiert, da bei seiner Herstellung und Entsorgung schädliche Stoffe freigesetzt werden können. Auch der Energiebedarf bei der Produktion ist relativ hoch.

• Mögliche Schadstofffreisetzung bei PVC
• Hoher Energiebedarf bei der Produktion
• Verbunde können das werkstoffliche Recycling erschweren
• Thermische Empfindlichkeit gegenüber zu hoher Prozesswärme
• Materialverschnitt durch Beschnitt/Stanzereste
• Barrierebedarf erfordert zusätzliche Schichten oder Beschichtungen
• Maßänderungen durch Schrumpf oder Relaxation bei ungeeigneter Lagerung
• Werkzeug- und Rüstkosten machen sehr kleine Losgrößen weniger wirtschaftlich

Materialwahl und Regularien

Die Auswahl der Tiefziehfolie erfolgt anwendungsspezifisch: Lebensmittelkontakt erfordert Konformität mit einschlägigen Verordnungen (z. B. EU 10/2011), in der Pharma- und Medizintechnik gelten zusätzliche Normen und Reinraumanforderungen. Kriterien sind unter anderem Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit, Temperaturfenster (Heißabfüllung, Kühlkette), Sterilisationsverfahren (z. B. ETO, Gamma, Dampf), Siegelpartner und gewünschte Öffnungskräfte. Monomaterialsysteme erleichtern die werkstoffliche Verwertung, Rezyklatanteile (z. B. rPET) können den Ressourceneinsatz reduzieren, sofern sie den Kontaktanforderungen genügen. Für Medizinprodukte sind validierte Prozesse und definierte Packmittelleistungen (z. B. Integrität nach Transport- und Alterungsprüfungen) zu berücksichtigen; für Elektronikkomponenten sind ableitfähige oder antistatische Eigenschaften maßgeblich.

Nachhaltigkeit und Recyclingpfade

Die ökologische Bewertung von Tiefziehfolien berücksichtigt Materialherkunft, Rezyklatanteile, Energieeinsatz und die Fähigkeit zur sortenreinen Trennung nach Gebrauch. Monomateriallösungen (z. B. PET/rPET) erleichtern die Rückführung in Stoffkreisläufe, während Verbunde mit Barriere- oder Siegelschichten gezielte Trennkonzepte benötigen. Prozessseitig lässt sich Ausschuss durch optimierte Nestung, reduzierte Beschnittbreiten und geschlossene Mahlgutkreisläufe minimieren. In Mehrwegkreisläufen (z. B. Werkstückträger) verlängern robuste Qualitäten die Nutzungsdauer und verringern den Ersatzbedarf.

Design for Recycling

Gestaltungsregeln umfassen die Reduktion von Materialmix, den Einsatz kompatibler Siegelschichten, moderate Farbgebung zur Erkennung in Sortieranlagen sowie eindeutige Kennzeichnungen. Wo Barriere gefordert ist, lassen sich dünne Funktionsschichten so auslegen, dass Performance und Verwertbarkeit im Gleichgewicht bleiben. Klare Trennstellen zwischen Tiefzieheinsatz und Wellpappe unterstützen sortenreine Entsorgung.

Wiederverwendung und Kreislaufprozesse

Wiederverwendbare Trays und Einsätze profitieren von hoher Abriebfestigkeit, Reinigungsfähigkeit und definierter Stapelgeometrie. Für Mehrweglogistik sind Kennzeichnungen, Seriennummern und robuste Kanten sinnvoll, um Umläufe zuverlässig zu dokumentieren und Beschädigungen zu reduzieren.

Konstruktion und Integration in Wellpappensysteme

Bei der Kombination aus Tiefziehfolie und Wellpappe ist die Schnittstelle zwischen Einsatz und Außenverpackung entscheidend: Auflageflächen, Positionierstifte oder formschlüssige Konturen verhindern Spiel und verteilen Lasten. Die Dimensionierung muss Fertigungstoleranzen beider Komponenten berücksichtigen, damit Einsätze reproduzierbar fügen, ohne Spannungen aufzubauen.

Dimensionierung, Toleranzen und Stapelkanten

Toleranzketten umfassen Folienstärke, Schrumpfverhalten nach dem Formen, Werkzeugverschleiß und klimatische Einflüsse. Definierte Stapelkanten ermöglichen sichere Palettierung, während Abstandshalter die Deckelpressung begrenzen. Für Sichtverpackungen sind gleichmäßige Radien und gratfreie Kanten relevant, um Verletzungsrisiken zu minimieren und das Erscheinungsbild zu wahren.

Logistik, Lagerung und Klimabeständigkeit

Geeignete Lagerbedingungen (temperiert, trocken, lichtgeschützt) mindern Verzug und Alterserscheinungen. In der Supply-Chain sichern stoßfeste Geometrien, stabile Nester und rutschhemmende Oberflächen den Produktschutz. Für Kühl- und Tiefkühlanwendungen ist das Verhalten bei Kondensation und die Beständigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen zu prüfen.

Qualitätssicherung und Prüfverfahren

Zur Absicherung der Packmittelleistung werden mechanische, klimatische und prozessbezogene Tests eingesetzt. Prüfpläne berücksichtigen die geforderte Produktsensibilität und die Belastungen im Handling sowie in der Distribution. Ergebnisse fließen in Werkzeug- und Prozessoptimierungen ein, um Konstanz über Chargen hinweg zu gewährleisten.

• Mechanik: Durchstoß-/Fallprüfung, Biege- und Druckfestigkeit, Kantenstabilität
• Funktion: Dichtigkeitsprüfung, Siegelnahtfestigkeit, definierte Öffnungskräfte
• Optik/Haptik: Glanz, Trübung (Haze), Kratzbeständigkeit, Oberflächenhomogenität
• Klima: Verhalten bei Feuchte- und Temperaturwechsel, Kälteschlag
• Sauberkeit: Partikel- und Bioburden-Kontrolle für sensible Anwendungen

Zusammenfassung:

• Tiefziehfolie ist ein unverzichtbares Material in der Verpackungsindustrie, oft verwendet für die Herstellung von schützenden und stabilen Behältnissen, ähnlich wie Wellpappe.
• Dank ihrer hohen Flexibilität und Formbarkeit, ermöglicht die Tiefziehfolie die Gestaltung individueller Verpackungsformen, um den Ansprüchen verschiedener Produkte gerecht zu werden.
• Unternehmen, die Verpackungen aus Wellpappe suchen, könnten die Tiefziehfolie als eine alternative oder ergänzende Lösung in Betracht ziehen, um zusätzlichen Schutz oder eine verbesserte Produktdarstellung zu gewährleisten.
• Die Materialwahl (PET, rPET, PP, ggf. Barriereverbunde) richtet sich nach Transparenz, Barrierebedarf, Siegelung und regulatorischen Anforderungen.
• In Kombination mit Wellpappe entstehen stabile Systemlösungen aus Außenkarton und passgenauem Tiefzieheinsatz für Transport, Lagerung und Präsentation.
• Werkstoffauswahl, Werkzeugauslegung und qualitätssichere Prozesse bestimmen Maßhaltigkeit, Stapelfähigkeit und Wiederverwertbarkeit der Lösung.
• Durch bewusste Gestaltung (Design for Recycling) lassen sich Performance-Anforderungen und stoffliche Verwertung in Einklang bringen.