Neues Messsystem zur Prüfung von Barriereschichten
von Ansgar Wessendorf,
Ergebnis einer Schichtdickenmessung. Das Produkt besteht aus zwei Hauptschichten (gelb-schwarz) und einer innenliegenden Sperrschicht (gelb) mit Haftvermittler (blau). Gelb bedeutet, die Dicke liegt innerhalb, und rot bedeutet, die Dicke liegt außerhalb der Toleranz
(Quelle: SKZ)
Das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg hat ein Messsystem entwickelt, das mit Hilfe von ungefährlichen elektromagnetischen Strahlen die Dicke der Sperrschicht bestimmen kann – mikrometergenau und zerstörungsfrei.
Nicht nur Kartoffelchips sollen knusprig bleiben. Damit die Frische im Produkt erhalten bleibt, werden in Lebensmittelverpackung Barriereschichten, die verschiedenste Funktionalitäten erfüllen, eingesetzt. Diese Sperrschichten sind in der Regel nur wenige Mikrometer dick und werden im Rahmen der Qualitätssicherung bis dato rein zerstörend durch Dünnschnitte und Mikroskopie geprüft. Die Zerstörung des Produktes im Prüfprozess erlaubt damit weder eine 100-prozentige Prüfung des gesamten Produkts noch eine Weiterverwendung nach der Prüfung.
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Das Kunststoff-Zentrum SKZ hat erstmal ein Messsystem entwickelt, das genau diese Nachteile umgehen soll. Es basiert auf dem Einsatz von ungefährlichen elektromagnetischen Strahlen – ähnlich wie Licht. Es ermöglicht, die Dicke jeder einzelnen Produktschicht und insbesondere der Sperr- bzw. Barriereschicht zerstörungsfrei und berührungslos mit Genauigkeiten im Mikrometermaßstab zu messen.
Selbst wenn die Schichtdicken sehr klein, das heißt unter 10 µm sind, helfen bestimmte Methoden der Signalverarbeitung weiter und eine hohe Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleisten sollen. Fällt die gewünschte Barriereschichtdicke unter den vom Anwender festgelegten Toleranzbereich wird dies, wie in der Abbildung zu sehen, vom System erkannt und angezeigt. Damit werden teure Produktreklamationen verhindert. Nebenbei erhält der Hersteller wertvolle Informationen, die für die Optimierung von Prozess und Produkt sehr hilfreich sind.
Um den Nutzen und die vielseitige Anwendbarkeit der System-Technik zu demonstrieren, bietet das SKZ je nach Umfang kostenlose Vorabuntersuchungen an. Falls sich bestätigt, dass das System für die individuelle Prüfaufgabe geeignet ist, kann gemeinsam mit dem Kunden eine Integration in laufende Herstellungsprozesse oder eine Laborumgebung erfolgen.
