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Antalis Verpackungen
Abriebfeste VCI-Verpackung für Teile mit erhöhten Ansprüchen an die Technische Sauberkeit

Balance zwischen Korrosionsschutz und technischer Sauberkeit: Individuelle Verpackungslösungen notwendig

Zur Erhaltung der technischen Sauberkeit während des Transports oder bei der Lagerung von Bauteilen ist die Verpackung ein zentraler Faktor. Die Automobilindustrie ist nur ein Beispiel für eine Branche mit hohen Anforderungen hinsichtlich technischer Sauberkeit. Die Motorenleistung ist in den letzten Jahren und Jahrzehnten ständig gestiegen, die Systeme wurden komplexer und dadurch deutlich empfindlicher. Partikel im System können zum Verklemmen von Ventilen, Verstopfen von Einspritzdüsen, Kurzschlüssen in der Elektronik und damit zu Totalausfällen führen. Es drohen hohe wirtschaftliche Schäden.

Um die technische Sauberkeit zu erhalten, muss die Verpackung die Bauteile von außen schützen. Gleichzeitig darf sie selbst aber auch die Bauteile nicht verschmutzen. Beispielsweise indem aufgrund von Abrieb am Packmittel ungewollte Partikel in das Produkt eindringen. Die Auslegung der Verpackung richtet sich nach den Merkmalen der Bauteile oder Baugruppen. Dafür müssen einerseits die Sauberkeitsspezifikationen sowie die Lage der sauberkeitskritischen Oberflächen und natürlich das Material bekannt sein. Je nach Empfindlichkeit der Ware gilt es passende Verpackungskonzepte zusammenzustellen. Bei sehr hohen Anforderungen an die technische Sauberkeit werden Einzelteilverpackungen eingesetzt, durch die die Bauteile zusätzlich fixiert werden. Denn je höher die Oberflächenempfindlichkeit der zu verpackenden Bauteile, desto wichtiger ist eine Fixierung der Bauteile, um Abriebpartikel zu vermeiden.

Bei metallischen Bauteilen kommt zur Erhaltung der technischen Sauberkeit zusätzlich der benötigte Korrosionsschutz hinzu. Die Rostbildung lässt sich vermeiden, indem die chemische Reaktion zwischen Metall, Feuchtigkeit und Sauerstoff unterbunden wird. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Einerseits lässt sich mit einer Schutzschicht der Kontakt zwischen Feuchtigkeit und Metall verhindern. Andererseits kann die Feuchtigkeit als Reaktionspartner entfernt werden. Beides wird mit einer geeigneten Korrosionsschutzverpackung erreicht.

Die zwei Prinzipien der Korrosionsschutzverpackung

Bei der Trockenmittelverpackung wird das Transportgut mit einer bestimmten Menge an Trockenmittel in eine möglichst wasserdampfdichte Umverpackung wie beispielsweise eine Aluminiumverbundfolie eingepackt und dicht verschweißt. Diese verhindert, dass Feuchtigkeit von außen nach innen diffundiert. Das integrierte Trockenmittel senkt die relative Luftfeuchtigkeit innerhalb der Verpackung auf unter 40 Prozent, sodass keine Korrosion entsteht.

Sind die Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie sowie die Transportdauer und Verpackungsdimensionen bekannt, lässt sich leicht berechnen, wie viel Trockenmittel für einen sicheren Schutz erforderlich ist. Diese Auslegung funktioniert allerdings nur, solange die Verpackung dicht ist. Bei einer Beschädigung strömt Luftfeuchtigkeit nach, die das Trockenmittel zu schnell sättigt. Die Luftfeuchtigkeit in der Verpackung steigt und die Korrosion setzt ein.

Vorteile bieten hier VCI-Verpackungslösungen (VCI = Volatile Corrosion Inhibitor) mit einem leichtflüchtigen Korrosionsschutz. Diese Verpackungen müssen nicht komplett dicht sein. Für die gewünschte Wirkung reicht ein zugluftdichtes Volumen.

Bei dieser Art von Korrosionsschutzverpackungen werden Korrosionsinhibitoren in Trägermaterialien wie Folien oder Papier eingearbeitet. Sie dampfen aus und bilden innerhalb der Verpackung eine Korrosionsschutzatmosphäre, indem sie sich auf die Metalloberfläche setzen und unter anderem einen wasserabweisenden Film bilden. So wird verhindert, dass die Feuchtigkeit an die Bauteileoberfläche kommt.

Bei der Auslegung von VCI-Verpackungen gibt es keine DIN-Norm. Die Faustformeln basieren vielmehr auf Erfahrungswerten, die sich in der Praxis bewährt haben. Zentral sind eine ausreichende Menge an Wirkstoff sowie ein geringer Abstand zwischen Trägermaterial und zu schützendem Packgut.

Kompromiss nötig: Effizienz versus Sauberkeit

Das eingesetzte Trägermaterial hat Einfluss auf die Effizienz des Korrosionsschutzes, auf die technische Sauberkeit und Automatisierbarkeit des Verpackungssystems. Den effektivsten Korrosionsschutz liefern offenporige VCI-Verpackungsmaterialien wie Papier und Pappe, die jedoch zur Bildung von Faserabrieb neigen. Bei Komponenten für Motoren oder Nebenaggregate, an die hohe Anforderungen bezüglich technischer Sauberkeit gestellt werden, sollte daher für den Korrosionsschutz auf Trägermaterialien aus Kunststoff zurückgegriffen werden.

Tiefziehtrays und Blister eignen sich sehr gut bei hohen Sauberkeitsanforderungen und bieten durch ihre bauteilspezifische Ausführung einen optimalen Schutz. Folien sind durch ihre Abriebfestigkeit von Vorteil, jedoch bauen sie die VCI-Atmosphäre langsamer auf, da produktionsbedingt weniger und trägere Wirkstoffe eingearbeitet sind. Hier kann ein zusätzlicher, abriebfester VCI-Spender unterstützen, der die Bauteile nicht kontaminiert. Es gibt ganz unterschiedliche Typen davon: Die Wirkstoffe können zum Beispiel aus PE-beschichteten VCI-Papieren und -Pappen, speziell umhüllten Zelluloseplatten oder auch aus PE-Strängen ausdampfen.

Bei allen VCI-Verpackungen ist es essentiell, dass die VCI-Wirkstoffe frei um die zu schützende Oberfläche zirkulieren können. Daher muss die Gesamtverpackung im Vorfeld so ausgelegt werden, dass die Wirkstoffe die Bauteiloberfläche auch erreichen können. Denn wenn Bauteile beispielsweise formschlüssig in Tiefziehtrays oder Blister gesetzt sind, erreichen die VCI-Moleküle die Oberfläche nicht. Wird dies bereits bei der Konzeptionierung der Verpackung berücksichtigt, kann sie konstruktiv so gestaltet werden, dass die Wirkstoffe richtig zirkulieren können.

Je nach Anwendung ist eine Kombination von VCI und Trockenmittel sinnvoll. Denn durch die Zugabe von staubdichtem Trockenmittel kann die klimatische Belastung innerhalb der VCI-Verpackung entschärft werden. Zudem reagieren VCI-Verpackungen im Gegensatz zu herkömmlichen Trockenmittelverpackungen nicht ganz so empfindlich auf Beschädigungen. Allerdings muss in der Verpackung Platz für ausreichend Trockenmittel vorhanden sein. Dies ist nicht immer gegeben oder geht zu Lasten der Auslastung.

Maßgeschneiderte Verpackungskonzepte von den Experten

Entscheidend bei der Auslegung der Verpackung ist die ganzheitliche Betrachtung der Logistik- und Transportprozesskette. Ein materialunabhängiger Packaging Consultant wie Antalis Verpackungen verfügt über eine große Expertise und greift dabei auf ein umfassendes Netzwerk an namhaften Partnern zurück. Zusammen mit den Partnerunternehmen entwickelt Antalis Verpackungen eine auf den Kunden zugeschnittene Verpackungslösung, die sowohl die Anforderungen an die technische Sauberkeit als auch an den Korrosionsschutz erfüllt. Ebenso ist es möglich, den Verpackungsprozess in eine vollständig automatisierte Fertigungs- und Verpackungslinie zu integrieren.