Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzise Messtechnik für komplexe Kunststofffolien ermöglicht Ressourcenersparnis

05.08.2010
Gemeinsam mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT auf der Internationalen Messe für Kunststoff und Kautschuk den Prototypen eines Folieninspektionssystems zur Vermessung der Einzelschichtdicken in Mehrschichtfolien vor (Halle 14 / IKV-Stand C16).

Europaweit steigt der durchschnittliche Bedarf an Kunststoffverpackungen jährlich um 5,5 Prozent. Von dieser steigenden Nachfrage profitiert Deutschland als weltweit zweitgrößter Produzent von jährlich 7,5 Millionen Tonnen Kunststoffverpackungen. Besonders für Lebensmittel nehmen die Anforderungen der Konsumenten an die Kunststoffverpackungen zu. Endverbraucher erwarten eine längere Haltbarkeit von Frischeprodukten und eine zunehmende Funktionalisierung der Verpackung wie beispielsweise die Anzeige des Frischegrades. Die steigenden Anforderungen an Verpackungsfolien spiegeln sich technologisch in einem immer komplexeren Schichtaufbau und einer Zunahme der funktionalen Schichten von Kunststofffolien wieder.

Als Funktionsschichten werden in der Regel teure Materialien, beispielsweise der Kunststoff EVOH, eingesetzt. Durch seine Wirkung als Diffusionsbarriere für Sauerstoff und Wasserdampf gewährleistet EVOH eine längere Haltbarkeit von Lebensmitteln. Wegen des vergleichsweise hohen Materialpreises der Funktionskunststoffe sind Kunststoffverarbeiter bemüht, deren Rohstoffanteil am Produkt bei Erhaltung der Funktionalität möglichst gering zu halten. Die hierzu hergestellten Dicken der Funktionsschichten liegen meist zwischen 1 µm und 20 µm. Um eine einwandfreie Barrierewirkung garantieren zu können, müssen Vollständigkeit und Dicke der Funktionsschicht kontinuierlich überprüft werden. Bislang steht jedoch kein Folieninspektionssystem zur Verfügung, das den Schichtaufbau von Multischichtfolien bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 450 m/min vermessen kann.

Kostenvorteil durch präzise Messtechnik
»Zwar ist die Gesamtdickenmessung im Produktionsprozess bereits Stand der Technik, die Analyse des Schichtaufbaus findet heute aber immer noch im Prüflabor statt und nicht direkt an der Anlage. Diese technologische Lücke wollen wir schließen«, erklärt Janina Overbeck, Leiterin der Arbeitsgruppe Schlauchfolien-Extrusion am IKV. »Die berührungslose Messung der einzelnen Schichtdicken während der Produktion ist der wichtigste Schritt auf dem Weg zu einer automatisierten Regelung von Einzelschichtdicken auf Produktionsanlagen für mehrschichtige Kunststofffolien.«

Forscher des Fraunhofer ILT entwickeln nun gemeinsam mit dem IKV im Rahmen des Projekts IRIS ein Messsystem für Kunststofffolien. Das Messsystem basiert auf einem interferometrischen Sensor und verwendet infrarotes Licht, um Brechungsindexänderungen innerhalb des Messbereichs zu detektieren. Solche Brechungsindexvariationen treten sowohl an der Folienoberfläche als auch an den Übergängen zwischen einzelnen Folienschichten auf.

Neben einer besseren Prozesskontolle erlaubt der interferometrische Sensor die Umsetzung eines Regelungskonzepts für Einzelschichtdicken. Durch die Einsparung von Rohstoffen kann bei dieser Lösung eine erhebliche Kostenreduktion erzielt werden. Bei einer Maschine mittlerer Kapazität kann sich diese auf rund 100 Tausend Euro pro Jahr belaufen. Auf der Internationalen Messe für Kunststoff und Kautschuk (Düsseldorf, 27.10. - 03.11. 2010) präsentieren die Forschungspartner dem Fachpublikum den Prototypen des Folieninspektionssystems auf dem Messestand C16 des IKV in Halle 14.

Enge Kooperation mit Endanwendern
Stefan Hölters vom Fraunhofer ILT legt großen Wert auf den Praxisbezug der gemeinsamen Forschungsaktivitäten: »Bei der Entwicklung neuer Messsysteme für den industriellen Einsatz ist es wichtig, die Anforderungen der Anlagenbauer und der Folienproduzenten von Beginn an zu berücksichtigen.« Aus diesem Grund kooperieren die beiden Institute bei ihrem Vorhaben eng mit vier klein- und mittelständischen Unternehmen. Dabei bringen die Octagon GmbH, Würzburg, und die Elovis GmbH, Karlsruhe, ihre langjährige Erfahrung im Bereich Messtechnik in die Entwicklung mit ein. Im kommenden Jahr wird das Messsystem bei dem Anlagenbauer Kuhne GmbH in Sankt Augustin unter produktionsnahen Bedingungen getestet, bevor es bei der Firma A+C-Plastic Kunststoff GmbH in Eschweiler an einer Produktionsanlage installiert und für einige Monate in Betrieb gehen wird.
Ansprechpartner
Für Fragen stehen Ihnen unsere Experten zur Verfügung:
Dipl.-Phys. MBA Stefan Hölters
Messtechnik
Telefon +49 241 8906-436
stefan.hoelters@ilt.fraunhofer.de
Dr. Reinhard Noll
Leiter des Kompetenzfeldes Messtechnik
Telefon +49 241 8906-138
reinhard.noll@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
Tel. +49 241 8906-0
Fax. +49 241 8906-121
Dipl.-Ing. Janina Overbeck
Schlauchfolienextrusion
Telefon +49 241 80-28349
overbeck@ikv.rwth-aachen.de

Axel Bauer | Fraunhofer ILT
Weitere Informationen:
http://www.ilt.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen
19.10.2017 | Forschungszentrum Jülich, Jülich Centre for Neutron Science

nachricht Was winzige Strukturen über Materialeigenschaften verraten
19.10.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie