Vorausberechnung der Öffnungskraft von peelbaren Verpackungen – EasyReliablePeel

Projektlaufzeit: 1.2.2015 bis 31.6.2017

Projektträger / Zuwendungsgeber:
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung AiF (über Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e. V. - IVLV) / Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi

Peelbare Verpackungen sind nicht nur im Lebensmittelsektor sondern auch im Bereich der Medizinprodukte auf dem Vormarsch. Sie vereinfachen die Handhabung und mindern damit besonders bei sterilen Bedingungen die Gefahr von Kontamination. Wichtig für eine sichere und verbraucherfreundliche Easy-Opening Verpackung ist, dass für das Öffnen geringe Öffnungskräfte aufgewendet werden müssen und die Verpackung trotzdem im geschlossenen Zustand während der Lagerung und dem Transport dicht ist. Beim Öffnen sollten keine Packstoffrisse oder eine sogenannte Engelshaarbildung auftreten.

Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines anwenderseitig verfügbaren Berechnungstools zur Vorausberechnung der Öffnungskraft von peelbaren Verpackungen bereits im Design- und Entwicklungsprozess anhand der CAD-Daten der Siegelnahtkontur. Dabei werden sowohl der Packstoffaufbau sowie Ort und Richtung der Krafteinleitung während des Öffnungsvorgangs berücksichtigt.

Voraussetzend für die Berechnungen werden die Rissinitiierungs- und Rissausbreitungsvorgänge in der Siegelnaht während des Trennvorgangs in Abhängigkeit des Folienaufbaus (Träger- und Peelschicht) beschrieben. Auch die Siegelbedingungen und das Nahtbildungsverhalten werden berücksichtigt. Auf Basis von Peelversuchen und Strukturuntersuchungen werden Struktur-Eigenschafts-Korrelationen erstellt, die die Beziehung zwischen der Polymerstruktur, den Haftungsmechanismen und den resultierenden Rissbildungsprozessen beschreiben. Untersucht werden zudem die geometrischen Bedingungen beim Peelvorgang an realen Packungen (Länge der Peellinie, Öffnungsrichtung) im Vergleich zu klassischen Tests an Folientstreifen. Das im Projekt erarbeitete Berechnungstool, das die Öffnungskraft in Abhängigkeit der verschiedenen Einflussgrößen darstellt, soll in Folge für Entwicklungsaufträge der Industrie zur Verfügung stehen.