Für Verpackungs- und Labelhersteller stellt die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie einen enorm großen Absatzmarkt mit einem dementsprechend hohen Stellenwert dar. Denn fast jede Verpackung eines Produktes oder das Produkt selbst werden mit einem Etikett oder Label versehen. Bei den meisten Getränkeherstellern dient die Etikettierung der Flaschen oder Behälter nicht nur der Kennzeichnung, sondern darüber hinaus auch als Werbeträger für eine Marke. Die etifix GmbH und das Steinbeis-Innovationszentrum Anwendungsorientierte Material-, Fertigungs- und Prozesstechnik entwickeln gemeinsam im Rahmen eines von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e. V. (AiF) geförderten Forschungsvorhabens neuartige intrinsisch temperierbare Labels und Etiketten für die Getränkeindustrie, für den Medizinischen Bereich und die Automobilindustrie.
Viele Erfrischungsgetränke und Softdrinks sowie alkoholhaltige Getränke werden gekühlt, damit einerseits die Aromastoffe und Geschmacksstoffe bei optimaler Temperatur zur Geltung kommen und andererseits der gewisse Kühleffekt wahrgenommen wird. Dabei liegt die Trinktemperatur der Erfrischungsgetränke im Allgemeinen bei 8 °C bis 14 °C. Da nahezu jede Getränkeverpackung gekühlt werden muss und gleichzeitig mit einem Etikett versehen ist, suchen die beiden Kooperationspartner nach einer technologischen Kombination dieser beiden Effekte. Die zu entwickelnden Etiketten sollen alle bisherigen Eigenschaften besitzen und zusätzlich in der Lage sein das Getränk zu kühlen bzw. die Temperatur des Getränkes über einen längeren Zeitraum konstant zu halten.
Für die unterschiedlichen Funktionalitäten der Etiketten sind verschiedene Materialien notwendig. Da Latent Heat Storage (LHS)- Materialien bei zunehmender Wärmespeicherung sich selbst nicht erwärmen und ein Speichervermögen fast 15 mal höher als Sensible Heat Storage (SHS) besitzen, werden diese im Projekt näher untersucht. Dieser Latentwärmespeichereffekt beruht auf einer Phasenumwandlung, durch die Energie gespeichert werden kann, ohne dass sich die Temperatur des Materials selbst erhöht. LHSMaterialien werden auch als Phase Change Materialien (PCM) bezeichnet.
Im Forschungsvorhaben werden Etikettenwerkstoffe auf Basis von Phase Change Materials – sogenannte Latentwärmespeichermaterialien – entwickelt, die die Energie und Wärme aufnehmen und damit das Getränk kühlen, sowie die entzogene Energie zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben. Um den Zeitpunkt der Kühlung selbst festlegen zu können, werden Untersuchungen durchgeführt, um Kältemischungen in einem Etikett zu integrieren.
Parallel zur Werkstoffentwicklung sind die Projektmitarbeiter des Steinbeis-Innovationszentrums und der etifix GmbH daran, entsprechende Fertigungstechnologien zu erarbeiten und die derzeitigen Fertigungsverfahren an die Eigenschaften des neuen Werkstoffes anzupassen.
Björn Noack | Alexandru Söver | Prof. Dr.-Ing. Lars Frormann
Steinbeis-Innovationszentrum Anwendungsorientierte Material-, Fertigungs- und Prozesstechnik (Zwickau)
Heinz-Jörg Schröder | Joachim Dudzik
etifix GmbH (Grafenberg)
info@etifix.com