Magazin Luftfeuchte	❮ 2023 Juni 01 ❯

Aktiv geregelte Luftfeuchte in der Verpackungsindustrie

Liebe Leserinnen,
Liebe Leser,

einer Verpackung wird meistens wenig Aufmerksamkeit geschenkt, aber sie muss vielen Ansprüchen genügen. Der Gebrauchswert wird vor allem von der Fähigkeit bestimmt, ein verpacktes Produkt so zu umhüllen und zu schützen, dass es sicher und effizient von A nach B transportiert werden kann.
Dabei muss berücksichtigt werden, welche Transportmittel zum Einsatz kommen, welche klimatischen Bedingungen herrschen und welchen Belastungen die Verpackung standhalten muss. Auch gegenüber der Ware selbst hat die Verpackung eine Schutzfunktion. Indem sie Produkte vor Wärme, Kälte und Feuchtigkeit schützt, bewahrt sie deren Wert. Weitere bestimmende Eigenschaften sind Lagerfähigkeit, etwa Stapelfestigkeit, Bedruckbarkeit für Inhalts- oder Sicherheitsinformationen oder
die Wiederverwendbarkeit. Im folgenden Artikel möchte ich kurz auf die oft im Hintergrund stehende, aber meist erforderliche richtige Luftfeuchtigkeit eingehen. Immer wieder kommt es zu Problemen mit Verpackungen oder deren Verarbeitung, ohne dass das Problem erkannt wird.

Hygroskopie – ein Problem für Kartonagen, Polsterchips und den Verpackungsdruck

Papier, Karton, Well- und Vollpappe sind stark hygroskopisch. Das heißt, die Zellulose darin zieht Wasser an und bindet es proportional zur relativen Luftfeuchtigkeit. Auf Schwankungen beim Raumklima reagiert das Material mit Deformierung. Feuchte Papierbögen etwa beulen aus und die Kanten verziehen sich, Kartonagen verlieren bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von über 60 Prozent ihre Stabilität. Dies kann
z. B. bei Displayverpackungen oder großen Umverpackungen zum Verlust der Standsicherheit führen. Wellige Papier- oder Kartonagebögen beeinträchtigen die technischen Abläufe beim Bedrucken, Farben decken nicht oder die Blätter laufen nicht mehr einwandfrei durch die Druckwalzen. Um Produkte in Verpackungen zu schützen, werden Hohlräume oft mit Polster- bzw. Füllmaterial aufgefüllt.
Zur Anwendung kommende umweltfreundliche Polsterchips aus Papier, Kartoffel- oder Maisstärke sind ebenfalls hygroskopisch. Verklumpt dieses Schüttmaterial aufgrund zu hoher Luftfeuchtigkeit, verliert es seine Form und damit seine Schutzfunktion. Darüber hinaus kann es Trichter und Förderwege verstopfen und den Verpackungsprozess empfindlich stören. Mit steigender Luftfeuchtigkeit binden hygroskopische Materialien mehr Wasser, können diese aber auch an trockenere Luft wieder abgeben. Daher sollte hier bei der Herstellung, Verarbeitung und Lagerung von Verpackungsmaterialien darauf geachtet werden, dass vor allem in den Sommermonaten die relative Luftfeuchtigkeit nicht zu hoch ist. Hierfür können Luftentfeuchter oder Lufttrockner eingesetzt werden, die der Luft wieder Wasser entziehen und dadurch die relative Feuchte absenken. Die Installation der Geräte kann als Stand-alone-Lösung oder eingebunden in eine zentrale Lüftungsanlage erfolgen.

Statische Aufladung – Herausforderung beim Stapeln, Stanzen und Drucken

Mit statischen Aufladungen hat sicherlich schon jeder einmal seine Erfahrungen gemacht. Sie entsteht bei Reibung von Werkstoffen, insbesondere bei trockener Luft unter 40 % r. F. Aber auch die Bewegung von Förderbändern, das Abrollen von Folien- und Klebebändern, das schnelle Rotieren von Druck- und Verpackungsmaschinen kann dafür ursächlich sein. Dünne Materialien, Etiketten und synthetische Werkstoffe, wie z.B. Polypropylenfolien, sind am häufigsten davon betroffen. Statische Aufladungen führen dazu, dass Kunststofffolien, Pappe und Papierbögen oder ausgestanzte Materialreste aneinanderhaften. Störungen bei der Bogenentnahme aus einem Zuschnittmagazin oder Blockierungen des Stanzwerkzeugs können zu Produktionsunterbrechungen oder Schäden führen. Beim Bedrucken von Verpackungen kann es zu Anhaften auf der Zuführplatte oder an der Trommel und dadurch zu Papierstau oder zur Fehlausrichtung kommen. Statische Aufladungen sind ein typisches „Winterproblem“ und treten verstärkt während der Heizperiode auf. Kalte Luft mit einer geringen absoluten Feuchte (Wassergehalt der Luft in g Wasser/kg Luft) kommt von außen in die Räume, erwärmt sich, und die relative Luftfeuchtigkeit sinkt stark ab, da der absolute Wassergehalt gleich bleibt. Um hier gegenzusteuern, hilft die gezielte Anhebung der Luftfeuchte auf ein Niveau zwischen 45-50 % r.F.
Die auch für den Menschen angenehmere Luftfeuchtigkeit erhöht die Leitfähigkeit der Luft,
und überschüssige elektrische Ladungen werden schneller an die Wassermoleküle
in der Umgebungsluft abgeführt.

Schwebstaub – Erschwerte Verarbeitung von Folien, Laminaten und Blistern

Statisch geladene Materialien ziehen leider auch Schwebstaub aus der Umgebung an, der sich besonders gerne auf glatten Oberflächen niederlässt. Dies erschwert viele Produktionsabläufe in der Verpackungsindustrie, etwa die Verarbeitung von Kunststofffolien, Blistermaterialien und Laminaten. Schwebstaub entsteht durch die vielfältigsten Produktionsprozesse, etwa beim Schneiden von Kartons und Wellpappen oder durch Druckbestäubungspuder und Papierstaub welche beim Bedrucken in die Luft gewirbelt werden. Mittels einer aktiv geregelten Luftfeuchte kann die Menge an Schwebstaub verringert werden. Die in der Luft befindlichen Staubpartikel nehmen Wasser aus dem in der Luft enthaltenen Wasserdampf auf, werden dadurch schwerer und sinken schneller zu Boden. Schwebstaub wird so zu Staubniederschlag, der sich aufgrund seines Gewichts nicht mehr so leicht aufwirbeln lässt. Dazu kommt, dass Oberflächen bei einer relativen Luftfeuchtigkeit um die 50% r. F. weniger Stäube anziehen und länger frei von Partikelablagerungen bleiben (statische Aufladung).

Fazit – eine aktiv geregelte Luftfeuchte trägt zur Qualitätssicherung bei

Eine optimale Luftfeuchte – je nach Material von 40 bis höchstens 60% r. F. – ist für die Produktion und Lagerung von Verpackungen und im Druckbereich ein wichtiger Parameter zur Sicherung eines reibungslosen Produktionsablaufs und einer hohen Produktqualität. Einer zu hohen Feuchte kann durch Trockner oder Luftentfeuchter entgegengewirkt werden. Bei zu geringer Feuchte besteht die Möglichkeit über verschiedenste Techniken Wasser in die Luft zu bekommen, um den Wasserdampfgehalt zu erhöhen. So können z. B. über Dampfbefeuchter oder adiabate Sprühbefeuchter komplette Räume oder auch einzelne Bereiche befeuchtet werden. Wird an einem laufenden Papierband Feuchte benötigt, damit dieses beim Prägen nicht ausreist, ist auch eine gezielte Befeuchtung sinnvoll. Condair, als Hersteller von Luftbefeuchtungstechnik, hat hierfür ein umfangreiches Produktprogramm moderner Luftbefeuchter, die auch einem hohen Hygieneanspruch gerecht werden. Für eine passgenau und effiziente Dimensionierung Ihrer Befeuchtung stehen wir gerne zur Verfügung.

Mit freundlichen Grüßen

Condair GmbH