Kunststoffverpackungen für Lebensmittel sollen ihren Inhalt schützen und die Gesundheit und Sicherheit der Verbraucher gewährleisten. Damit Verbraucher sich für ein Produkt entscheiden, muss die Verpackung jedoch auch ansprechend gestaltet sein.
Hersteller von Lebensmitteln und Getränken profitieren erheblich von der Kunststoffverarbeitung und dem Spritzguss zur Herstellung sicherer und zugleich ansprechender Lebensmittelverpackungen.
Bei der Herstellung von Kunststoff-Lebensmittelbehältern im Spritzguss laufen viele Prozesse im Hintergrund ab, die Verbraucher interessant finden könnten. So können Lebensmittel- und Getränkeunternehmen mithilfe des Spritzgusses beispielsweise die Standards staatlicher Behörden wie der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) erfüllen.
Dieser Artikel stellt einige interessante Fakten zur Herstellung von Lebensmittelbehältern vor, insbesondere zum Einsatz des Spritzgusses.
Was ist Spritzguss für Kunststoff-Lebensmittelbehälter?
Fast jedes Produkt, das Sie kaufen, ist verpackt – häufig mit Kunststoff in irgendeiner Form.
Da die Lebensmittelbranche stark reguliert ist, müssen Hersteller bestimmte Gesundheits- und Qualitätsstandards erfüllen, um gesetzeskonform arbeiten zu können.
Das Engineers India Research Institute (EIRI) erläutert den Kunststoffspritzguss, der in drei Schritten abläuft.
Die Organisation schreibt: „Zunächst wird geschmolzener Kunststoff in eine Form eingespritzt und so ein Vorformling hergestellt. Anschließend strömt Druckluft durch einen Dorn und weitet ihn auf. Schließlich wird der Behälter zu einer dritten Station transportiert, wo er ausgeworfen wird.“
Hier sind einige interessante Fakten zur Herstellung dieser Lebensmittelbehälter:
1. Es gibt verschiedene Kunststoffformgebungsverfahren
Manufacturing.net, eine Website mit Nachrichten und Ratgebern zur Fertigung, nennt die gängigen Verfahren zur Herstellung von Lebensmittelbehältern aus Kunststoff: Spritzguss, Blasformen, Thermoformen und Rotationsformen.
2. Spritzguss ist das am häufigsten verwendete Verfahren
Von den Formgebungsverfahren zur Herstellung von Lebensmittelbehältern wird der Spritzguss am häufigsten eingesetzt. Laut Manufacturing.net sind für dieses Formgebungsverfahren sehr teure Stahlformen erforderlich.
Dieselbe Quelle erläutert den Prozess:
- Zwei Stahlblöcke werden so bearbeitet, dass ein Teil des einen Blocks in eine Vertiefung des anderen passt. Die Vertiefung hat die Form des gewünschten Endprodukts.
- Durch eine kleine Öffnung wird geschmolzener Kunststoff in die Vertiefung eingespritzt.
- Eine große Schließeinheit hält die Form geschlossen, während Kühlmittel durch die Stahlblöcke zirkuliert. So kühlt der Kunststoff ausreichend ab und erstarrt.
- Die Schließeinheit öffnet sich und das fertige Produkt wird ausgeworfen.
Der Hauptvorteil dieses Verfahrens ist die kurze Fertigungszeit, die sowohl die Produktionskosten als auch den Preis des fertigen Produkts senkt. Der größte Nachteil: Die erforderlichen Werkzeuge sind meist recht teuer.
3. Blasformen eignet sich besonders für Hohlkörper
Bei diesem Verfahren werden zwei Metallblöcke so geformt, dass sie zusammen die Außenkontur des gewünschten Produkts bilden. Während der Formgebung leiten sie die Kunststoffschmelze und geben dem Produkt seine Gestalt.
Der große Vorteil des Verfahrens ist die Herstellung von Hohlkörpern. Ein Nachteil: Es ist nicht so präzise wie der Spritzguss.
4. Rotationsformen ist am kostengünstigsten
Manufacturing.net berichtet, dass das Rotationsformen „mit der gewünschten Menge Kunststoffpulver in einer Hohlform beginnt.“
Die Form wird in einem Ofen gedreht, sodass die geschmolzene Kunststoffmasse an den Wänden haftet. Während sie abkühlt, nimmt sie die gewünschte Form an. Anschließend wird das Produkt entnommen.
Im Vergleich zu den beiden anderen Verfahren ist das Rotationsformen günstiger, obwohl der Fertigungsprozess deutlich langsamer abläuft.
5. Kunststoffspritzguss eignet sich nur für offene Behälter
Laut dem IQS Directory, einem Verzeichnis von Fertigungsunternehmen, ist „der Spritzguss auf Behälter beschränkt, die auf einer Seite offen sind.“
Dazu zählen Lebensmittelbehälter, Schüsseln, Becher, Wannen und Eimer. Hohlkörper lassen sich mit diesem Verfahren zwar nicht unmöglich, aber deutlich schwieriger herstellen.
6. Lebensmittel- und Getränkehersteller profitieren besonders vom Kunststoffspritzguss Formgebung
Wir haben bereits einige Vorteile des Spritzgusses erwähnt. Da dieses Verfahren am häufigsten verwendet wird, betrachten wir sie nun genauer.
Ein Artikel mit dem Titel „Kunststoffspritzguss – wie er die Lebensmittel- und Getränkeindustrie revolutioniert“, erschienen auf ERPNews.com, nennt wichtige Vorteile des Kunststoffspritzgusses bei der Herstellung von Lebensmittelbehältern:
Vielfältige Anwendungen: Damit kann die Lebensmittelbranche unterschiedliche Vorschriften und Richtlinien zur Herstellung von Lebensmittelbehältern erfüllen, weil zahlreiche Anwendungen möglich sind.
Effiziente und schnelle Fertigung: Spritzguss ist das schnellste und damit im Vergleich zu allen anderen Verfahren kostengünstigste Verfahren. Deshalb sind mit Spritzguss hergestellte Produkte wahrscheinlich günstiger als Produkte aus anderen Fertigungsmethoden.
Komplexe Teile lassen sich herstellen: Mit der geeigneten Form können Sie zahlreiche Teile fertigen, ohne sich Sorgen über Fertigungsfehler machen zu müssen.
Flexible Farb- und Materialauswahl: Das ist möglich, weil beim Spritzguss eine große Auswahl an Harzen zur Verfügung steht.
ERPNews.com kommt zu dem Schluss: „Im Vergleich zu anderen Kunststoffformungsverfahren ist der Spritzguss die beste Wahl für Lebensmittel- und Getränkehersteller.“
7. Für Kunststoff-Lebensmittelbehälter gelten strenge Vorschriften
Lebensmittelhersteller müssen bestimmte Standards erfüllen – in den Vereinigten Staaten ebenso wie in anderen Märkten.
Die Vorschriften der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und der Grocery Manufacturers Association (GMA) verpflichten Hersteller von Kunststoff-Lebensmittelbehältern, lebensmittelechte Materialien zu verwenden und Anforderungen an die Ungiftigkeit einzuhalten.
Lebensmittelechte Kunststoffe geben keine giftigen Stoffe oder Chemikalien an Lebensmittel ab.
8. Materialien für den Spritzguss von Lebensmittelbehältern unterscheiden sich
Werkstoffe für Lebensmittelbehälter müssen inert, reaktionsträge und langlebig sein.
Zu den häufig verwendeten Materialien für Kunststoff-Lebensmittelbehälter gehören:
- Polyethylen hoher Dichte (HDPE):HDPE ist bei Herstellern von Kunststoff-Lebensmittelbehältern besonders beliebt, weil es langlebig ist und sich für eingefärbte wie ungefärbte Behälter eignet.
- Polycarbonat (PC): Dieses Material eignet sich besonders für robuste Lebensmittelbehälter, etwa wiederverwendbare Babyflaschen und Trinkflaschen.
- Polyethylenterephthalat (PET): PET ist besonders geeignet, wenn ein Behälter auch unter Druck seine Form behalten soll. Es wird häufig für ofen- und mikrowellengeeignete Produkte verwendet.
- Polypropylen (PP): Dieses robuste Material wird vor allem für Behälter mit Sirup und anderen Lebensmitteln verwendet, die herausgedrückt werden müssen.
- Polystyrol (PS): Dieser Kunststoff wird häufig zur Herstellung von Restaurantgeschirr wie Bechern und Schüsseln verwendet.
9. Die Herstellung von Lebensmittelbehältern ist streng reguliert
Die Herstellung von Lebensmittelbehältern unterliegt strengen Vorschriften. Unternehmen müssen mehrere Anforderungen erfüllen. Die Produkte müssen:
- aus ungiftigen Materialien bestehen
- BPA-frei hergestellt werden
- eine FDA-Zulassung erhalten
- die Sicherheitsvorschriften der FMA erfüllen
- ISO 9001:2015 entsprechen
- dem GMA-SAFE-Standard entsprechen
10. Recycelter Kunststoff kann aufgeschmolzen und im Spritzguss verarbeitet werden
Recycelter Kunststoff kann aufgeschmolzen und im Spritzguss verarbeitet werden. Manche befürchten jedoch, dass dies die Kunststoffqualität beeinträchtigt. Außerdem ist nicht garantiert, dass das Material weiterhin alle Sicherheits- und Qualitätsanforderungen erfüllt, da es verunreinigt sein könnte.
Laut WheatleyPlastics.co.uk zufolge hat „der Einsatz von recyceltem Kunststoff im Spritzguss offenbar keinen Einfluss auf die Qualität des gefertigten Teils.“
Dieselbe Quelle erklärt: „Das klingt nach einer Win-win-Situation, aber … wie wir sagen, gibt es noch ein oder zwei offene Fragen, die geklärt werden müssen, bevor wir den Einsatz recycelter Kunststoffe in Spritzgussverfahren uneingeschränkt unterstützen.“
11. Für den Kunststoffspritzguss sind teure Werkzeuge erforderlich
Langfristig kann Kunststoffspritzguss zwar günstiger sein, doch die anfängliche Investition ist hoch.
Readingplastic.com versucht zu erklären, warum Spritzgussformen so teuer sind. Das Unternehmen weist darauf hin: „Spritzgussformen sind in jedem Zyklus Tausenden Pfund Druck ausgesetzt. Deshalb müssen sie aus sehr widerstandsfähigen Materialien hergestellt werden, die dem wiederholten Einsatz standhalten, ohne sich zu verformen.“
Readingplastic.com ergänzt, dass ein weiterer Faktor für die Kosten von Spritzgussformen die Komplexität des herzustellenden Teils ist.
12. Spritzguss kann viel Energie verbrauchen
Das Schmelzen der Harze zur Herstellung von Lebensmittelbehältern kann viel Energie erfordern. Hersteller von Spritzgießmaschinen arbeiten jedoch daran, effizientere Anlagen mit geringerem Energieverbrauch zu entwickeln.
Unternehmen, die Lebensmittelbehälter im Kunststoffspritzguss fertigen, nutzen Zertifizierungen wie ISO 9001, um eine nachhaltige Produktion sicherzustellen. Sie verbessern ihre Umweltbilanz auch, indem sie Abfälle reduzieren und möglichst viele Materialien recyceln.
