Spezifikation

Barriereeigenschaften: OTR und WVTR lesen und spezifizieren

Die Haltbarkeit wird durch zwei Zahlen bestimmt. Beide werden in Einheiten angegeben, die niemand im Gespräch verwendet, beide sind ohne die daneben abgedruckten Testbedingungen bedeutungslos, und beide werden routinemäßig über Datenblätter hinweg verglichen, die unterschiedlich gemessen wurden.

Was die zwei Zahlen messen

Einer misst eindringenden Sauerstoff, der andere misst Feuchtigkeitsdurchgang in beide Richtungen.

OTR — Sauerstoffdurchlässigkeitsrate. Wie viel Sauerstoff durch eine bestimmte Folienfläche in einer bestimmten Zeit hindurchgeht. In der Regel angegeben als cc/m²/Tag, manchmal cc/100in²/Tag. Niedriger ist besser. Sauerstoff oxidiert Fette, verblasst Pigmente und ermöglicht aeroben Verderbnisorganismen zu wirken, sodass OTR die maßgebende Zahl für Kaffee, Nüsse, Snacks, gepökeltes Fleisch und alles mit hohem Fettgehalt ist.

WVTR — Wasserdampfdurchlässigkeitsrate. Wie viel Wasserdampf hindurchgeht, angegeben als g/m²/Tag. Niedriger ist besser. Es bestimmt, ob ein trockenes Produkt weich wird und ob ein feuchtes Produkt austrocknet. Beachten Sie, dass die Richtung in beide Richtungen gilt: WVTR ist genauso wichtig dafür, Feuchtigkeit drinzuhalten wie draußen zu halten.

Eine Folie kann bei einem ausgezeichnet und beim anderen schlecht sein. EVOH ist eine hervorragende Sauerstoffbarriere und eine schlechte Feuchtigkeitsbarriere — und seine Sauerstoffleistung verschlechtert sich mit steigender Luftfeuchtigkeit, weshalb es normalerweise zwischen Polyolefinschichten eingebettet ist, die Wasser fernhalten. PE ist das Gegenteil: eine gute Feuchtigkeitsbarriere und eine schwache Sauerstoffbarriere.

Warum zwei Datenblätter in der Regel nicht vergleichbar sind

Beide Werte ändern sich um eine Größenordnung mit den Bedingungen, unter denen sie gemessen wurden, und die Bedingungen stehen im Kleingedruckten.

OTR wird bei einer angegebenen Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit gemessen. Ein Wert bei 23°C und 0 % RH wird wesentlich besser aussehen als dieselbe Folie gemessen bei 23°C und 90 % RH, besonders für jede Struktur mit EVOH oder Nylon. WVTR wird ebenso bei einer angegebenen Temperatur und einem Feuchtigkeitsgefälle gemessen — 38°C bei 90 % RH ist eine verbreitete tropische Bedingung und ergibt eine wesentlich höhere Zahl als eine gemäßigte.

Die Dicke muss ebenfalls angegeben werden. Die Barriere durch eine homogene Schicht ist bei gleichmäßiger Dicke grob umgekehrt proportional zu ihrer Dicke, sodass eine Angabe ohne angegebene Dicke keine Spezifikation ist.

Drei Dinge, die Sie auf jedem Barriere-Datenblatt prüfen sollten, bevor Sie es mit einem anderen vergleichen:

  • Testtemperatur und relative Luftfeuchtigkeit für jede Angabe.
  • Die Foliendicke, auf die sich der Wert bezieht.
  • Der verwendete Prüfnorm — ASTM- und ISO-Methoden liefern nicht immer identische Ergebnisse.

Wo diese fehlen, ist die Zahl Marketing statt Daten. Es ist legitim, den vollständigen Bericht zu verlangen, und wir werden lieber gefragt.

Rückwärts vom Haltbarkeitsdatum arbeiten

Die sinnvolle Richtung ist von der benötigten Haltbarkeit zur Barriere, die sie liefert, nicht von einer Barrierezahl zu einer Hoffnung.

Die Kette lautet: wie viel Sauerstoff oder Feuchtigkeit Ihr Produkt aufnehmen kann, bevor es nicht mehr akzeptabel ist, dividiert durch die Geschwindigkeit, mit der die Verpackung es einlässt, ergibt die Zeit, die Sie haben. Um das durchzuarbeiten, benötigen Sie vier Dinge:

  • Das Versagenskriterium — der Peroxidwert, Feuchtigkeitsgehalt oder sensorische Schwellenwert, bei dem das Produkt nicht mehr verkaufbar ist.
  • Der Kopfraum — wie viel Sauerstoff sich im Moment des Versiegelns im Inneren der Verpackung befindet. Das Spülen mit Stickstoff verändert das Ergebnis vollständig.
  • Das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen — eine kleine Verpackung hat proportional mehr Folie pro Gramm Produkt und daher eine kürzere Haltbarkeit bei gleicher Barriere.
  • Die Lagerbedingungen — tropische Umgebungstemperaturverteilung ist ein anderes Problem als gekühlte gemäßigte Verteilung.

Eine rechnerische Abschätzung bringt Sie in die richtige Größenordnung; beschleunigte und anschließend reale Haltbarkeitstests an der tatsächlichen Verpackung bestätigen es. Wer eine Haltbarkeit allein aus einer Struktur verspricht, ohne die Produktdaten, rät — einschließlich uns.

Was jede Struktur Ihnen ungefähr bietet

Genug Ordnung, um zu wissen, in welchem Gespräch Sie sich befinden, bevor Sie nach Zahlen fragen.

  • PE-Monolayer — gute Feuchtigkeitsbarriere, schlechte Sauerstoffbarriere. Geeignet für trockene, nicht sauerstoffempfindliche Waren.
  • PET/PE-Laminat — mäßig bei beiden, gute Steifigkeit und Druck. Das Allzweck-Arbeitstier.
  • PET/AL/PE mit Folie — praktisch eine totale Barriere für beides. Undurchsichtig, und nicht in einem normalen Kreislauf recyclingfähig.
  • Metallisierte PET-Strukturen — hohe Barriere, viele Vorteile der Folie bei geringeren Kosten und Gewicht, aber die metallisierte Schicht ist anfällig für Knickrisse.
  • EVOH-haltige Co-Extrusionen — sehr hohe Sauerstoffbarriere, feuchtigkeitsempfindlich, benötigt Schutzschichten auf beiden Seiten.
  • Hochbarriere-beschichtetes Monomaterial PE oder PP — der recyclingfähige Weg. Die Barriere hat sich erheblich verbessert und deckt jetzt viele Anwendungen ab, die zuvor Folie benötigten, wenn auch nicht die anspruchsvollsten.

Diese letzte Zeile ist die, um die es sich zu planen lohnt. Wenn eine Recyclingfähigkeitsanforderung kommt, ist die Frage, ob eine beschichtete Monomaterialstruktur Ihr Barriereziel erfüllt, und die Antwort ist anwendungsspezifisch. Das ist ein Test, keine Meinung.

Häufige Fragen

Was ist ein guter OTR-Wert für Kaffee?

Gerösteter Kaffee benötigt eine hohe Sauerstoffbarriere und ein Entgasungsventil, da er nach dem Rösten CO2 abgibt, während Sauerstoff ferngehalten werden muss. Das spezifische Ziel hängt von Röstung, Mahlung und der beanspruchten Haltbarkeit ab und wird daher aus den Produktdaten statt aus einer Standardzahl abgeleitet.

Ergibt eine dickere Folie immer eine bessere Barriere?

Innerhalb eines Materials, allgemein ja und ungefähr proportional. Zwischen Materialien, nein — eine dünne EVOH- oder metallisierte Schicht übertrifft eine viel dickere Polyethylenschicht beim Sauerstoff um Größenordnungen.

Warum schneidet meine EVOH-Struktur unter feuchten Bedingungen schlechter ab?

EVOH nimmt Feuchtigkeit auf und seine Sauerstoffbarriere sinkt dabei. Es muss zwischen Polyolefinschichten geschützt werden, und die Datenblattangabe muss bei der Luftfeuchtigkeit gelesen werden, der Ihr Produkt tatsächlich ausgesetzt ist.

Kann ein recyclingfähiger Monomaterial-Beutel mit einem Folienlaminat mithalten?

Nicht an der Obergrenze. Hochbarriere-beschichtete Monomaterialstrukturen decken jetzt einen großen Teil der Anwendungen ab, die früher Folie benötigten, aber die sauerstoffempfindlichsten Produkte mit langer Haltbarkeit liegen weiterhin außerhalb ihrer Möglichkeiten.

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