Was ist Verbundaluminiumfolie?
Verbundaluminiumfolie ist eine funktionelle Verbundfolie, bei der ein dünner Aluminiumfolienkern mit einem oder mehreren Partnermaterialien verbunden ist. Die Folienschicht sorgt für Barriere- und Wärmeleistung, während die Partnerschicht für mechanische Festigkeit, Bedruckbarkeit, Heißsiegelbarkeit oder Durchschlagsfestigkeit sorgt. Das fertige Material ist gleichzeitig antioxidativ, hitzebeständig, korrosionsbeständig und thermisch isolierend, weshalb es in Industrieanlagen, Bauprodukten und Lebensmittelverpackungen eingesetzt wird.
Aluminiumfolie allein ist leicht, dünn und flexibel. Es blockiert ultraviolettes Licht und Strahlungswärme und leitet die Wärme effizient, reißt jedoch leicht und kann nicht mit sich selbst versiegelt werden. Durch die Laminierung der Folie auf einen Polymer-, Papier- oder Stoffträger bringt jede Schicht ihren eigenen Vorteil mit sich, sodass der Verbund jede einzelne Komponente übertrifft.
Bei der Laminierung verwendete Kernsubstrate
PET (Polyethylenterephthalat)
PET ist ein thermoplastischer Polyester und eines der am häufigsten verwendeten Verpackungspolymere. Verbunden mit Aluminiumfolie sorgt es für Steifigkeit, Schlagfestigkeit und Abriebfestigkeit, während die Folie für Sauerstoff, Feuchtigkeit und Lichtbarriere sorgt. PET-Folienlaminate sind in Premium-Lebensmittel-, Pharma- und Chemieverpackungen üblich, bei denen es auf Haltbarkeit und stabile Qualität ankommt, und die gleichen Folienstrukturen werden für Schrumpffolien und Etikettenfolien verwendet.
PE (Polyethylen)
Polyethylen ist ein aus Ethylenmonomer polymerisiertes Kunstharz und wird wegen seiner chemischen Stabilität und seinem Verarbeitungsverhalten geschätzt. Es wird in mehreren Qualitäten geliefert, die jeweils für unterschiedliche Aufgaben geeignet sind:
LDPE (Polyethylen niedriger Dichte):flexibel, duktil und transparent; Wird in Säcken, Stretchfolien, landwirtschaftlichen Mulchfolien und Schläuchen verwendet.
LLDPE (lineares Polyethylen niedriger Dichte):eine linearere Kettenstruktur sorgt für eine höhere mechanische Festigkeit bei etwas geringerer Klarheit; Wird in Folien, Beuteln, Rohren und Kabelisolierungen verwendet.
HDPE (Polyethylen hoher Dichte):höhere Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit; Wird in Flaschen, Fässern, Spielzeug, Wasserpfeifen, großen Behältern und Non-{0}Lebensmittelverpackungen verwendet.
UHMWPE (Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht):extrem hohe Schlagfestigkeit mit selbstschmierendem, verschleißfestem Verhalten; reserviert für anspruchsvolle Dienstleistungen wie Schutzplatten, Seekabel und hochwertige Ausrüstungsteile.
PE- und Aluminiumfolie werden durch Klebstoffe oder Extrusionslaminierung kombiniert, um eine Folie zu ergeben, die bei niedrigen Temperaturen heißsiegelt, Feuchtigkeit widersteht und bei Kälte flexibel bleibt. Dies ist die Standardkonstruktion für Beutel, Deckel und Feuchtigkeitsbarrierefolien.
PVC (Polyvinylchlorid)
PVC wird durch Additionspolymerisation von Vinylchloridmonomer hergestellt und findet breite Anwendung im Baugewerbe, in Verpackungen, in Drähten und Kabeln, in medizinischen Geräten und in Möbeln. Durch die Verbindung mit Aluminiumfolie entsteht ein Verbundwerkstoff, der die Steifigkeit, chemische Beständigkeit und Durchschlagsfestigkeit von PVC mit der Barriere- und Wärmeleistung von Folie kombiniert.
Wichtige Leistungseigenschaften
Barriere:Die Folienschicht blockiert Wasserdampf, Sauerstoff, Licht und Fett. Bei flexiblen Laminaten werden Folien mit einer Dicke von etwa 9 Mikrometern und mehr normalerweise als lochfreie Barriere behandelt.
Thermal:Hohes Reflexionsvermögen und niedriges Emissionsvermögen machen den Verbundwerkstoff zu einer wirksamen Strahlungsbarriere und einem nützlichen Schutzschild um heiße Geräte und Leitungen.
Mechanisch:PET- oder PE-Schichten erhöhen die Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Durchstoßfestigkeit deutlich über die von blanker Folie, sodass das Laminat die Handhabung und Formung übersteht.
Korrosionsbeständigkeit:Die Aluminiumoxidhaut, die sich auf natürliche Weise an der Luft bildet, schützt die Folie und die Laminierung verhindert den galvanischen Kontakt mit unterschiedlichen Metallen.
Elektrik:Die Polymerschicht isoliert, während die Folie vor elektromagnetischen Störungen schützt, eine Kombination, die im Kabel- und Elektronikbau verwendet wird.
Heißsiegeln:Eine PE- oder coextrudierte Siegelschicht verleiht dem Laminat eine Siegeloberfläche, sodass Verpackungslinien dichte Nähte bilden können.
Klebemethoden und Qualitätskontrolle
Bei der Herstellung von Aluminiumverbundfolien dominieren vier Wege:
Klebende (trockene) Laminierung:Ein lösungsmittelhaltiger oder lösungsmittelfreier Polyurethanklebstoff wird auf das Substrat aufgetragen, getrocknet und die Folie wird dagegen gedrückt. Durch Aushärten bei 40–50 °C für 24–48 Stunden wird die volle Schälfestigkeit erreicht.
Extrusionskaschierung:Zwischen Folie und Substrat wird eine Verbindungsschicht aus geschmolzenem Polyethylen extrudiert, die sowohl als Klebe- als auch als Funktionsschicht fungiert. Der Prozess ist schnell und sorgt für eine robuste Feuchtigkeitsbarriere.
Wachs- oder Hotmelt-Laminierung:Wird für kostengünstige Gebäude- und Isolierverkleidungen verwendet, bei denen keine maximale Barriere erforderlich ist.
Thermische Fusion:Wird dort aufgetragen, wo eine thermoplastische Beschichtung auf der Folie wieder geschmolzen und auf den Träger gepresst werden kann.
Folien für die Laminierung werden normalerweise in den Legierungsserien 8011, 1235 oder 8079 mit Stärken von 6 bis 40 Mikrometern hergestellt und je nach der Steifigkeit, die der Konverter benötigt, in weicher O-Vergütung oder kaltverfestigter Vergütung geliefert. Die Wasserdampfdurchlässigkeit des fertigen Laminats wird mit einer Infrarotsensor-Testmethode wie ASTM F1249 überprüft und die Schälfestigkeit wird nach der Konditionierung mit einem Zugprüfgerät überprüft. Die Anzahl der Nadellöcher und die Haftung der Beschichtung werden parallel gesteuert, da ein einzelnes Nadelloch den Barrierewert der gesamten Folie aufhebt.
Anwendungen nach Branchen
Lebensmittel- und Pharmaverpackungen:Beutel, Blisterdeckel, Flüssigkeitsbeutel und sterile Barrierebeutel sind für die Haltbarkeit auf PET/Folie/PE- oder Folie/PE-Strukturen angewiesen.
Bau und Konstruktion:Bei folienkaschierten Dämmplatten, Kanalfolien und Dampfsperren werden Folienlaminate als Strahlungs- und Feuchtigkeitssperre eingesetzt.
HVAC und Rohrleitungen:Bei der Ummantelung flexibler Kanäle und isolierter Kanäle wird eine Folie mit Glasfaser- oder Polyesterverstärkung verwendet.
Kabel und Elektronik:Folienbänder und abgeschirmte Kabel nutzen die Folie als elektromagnetische Abschirmung über einem Polymerdielektrikum.
Automobil und Haushaltsgeräte:Hitzeschilde, Wärmespreizer und reflektierende Auskleidungen verwenden hitzebeständige Laminate.
Chemie und Industrie:Rohrummantelungen und Geräteverkleidungen verwenden korrosionsbeständige Folienbeschichtungen.
Häufig gestellte Fragen
F: Welche Aluminiumlegierung wird für die Folie in einem Verbundlaminat verwendet?
Flexible Verpackungslaminate werden normalerweise aus 8011-, 1235- oder 8079-Folie hergestellt, da diese Legierungen eine hohe Duktilität mit einer geringen Anzahl von Nadellöchern bei Stärken von 6 bis 40 Mikrometern kombinieren.
F: Was ist der Unterschied zwischen PET/Folien- und PE/Folien-Laminaten?
PET bietet eine höhere Steifigkeit, Bedruckbarkeit und Temperaturbeständigkeit und wird daher für bedruckte Schichten und Retortendeckschichten bevorzugt. PE ist weicher, lässt sich bei niedrigeren Temperaturen heißsiegeln und stellt in den meisten Beutelstrukturen die Siegelschicht dar, daher werden beide oft zusammen in einer Konstruktion verwendet.
F: Warum widersteht Verbundaluminiumfolie gleichzeitig Hitze und Feuchtigkeit?
Die Folienschicht ist undurchlässig für Wasserdampf, Sauerstoff und Licht, während die Polymerschicht für mechanische Festigkeit und Wärmeisolierung sorgt. Die beiden Funktionen werden von unterschiedlichen Schichten getragen, sodass sie sich nicht gegenseitig beeinträchtigen.
F: Wie dick muss die Aluminiumfolie sein, damit eine lochfreie Barriere entsteht?
Bei den meisten flexiblen Laminaten ist eine Folienstärke von etwa 9 Mikrometern die praktische Schwelle für eine lochfreie Barriere. Eine dünnere Folie wird verwendet, wenn eine gewisse Durchlässigkeit akzeptabel ist oder eine zusätzliche beschichtete Sperrschicht dies ausgleicht.
F: Wie wird die Klebkraft in der Produktion überprüft?
Die Schälfestigkeit wird an konditionierten Proben in einem Zugprüfgerät gemessen und mit einem vereinbarten Mindestwert verglichen, während die Wasserdampfdurchlässigkeit mit ASTM F1249 verfolgt wird, um zu bestätigen, dass die Barriere immer noch den Spezifikationen entspricht.
F: Kann Verbundaluminiumfolie recycelt werden?
Laminate aus mehreren Materialien lassen sich nur schwer trennen, weshalb die meisten nachgebrauchten Materialien der Energierückgewinnung zugeführt werden und nicht einem geschlossenen Aluminiumkreislauf zugeführt werden. Folienreicher Produktionsabfall lässt sich leichter zurückgewinnen und wird normalerweise als sekundäres Aluminium-Einsatzmaterial in die Schmelze zurückgeführt.
