Verpackungstechnik

Korrosionsschutzverpackung: Möglichkeiten und Grenzen

| Autor / Redakteur: Kerstin Lau / Bernd Maienschein

Korrosionsschäden sind eine Kostenfalle in der Metall verarbeitenden Industrie.
Korrosionsschäden sind eine Kostenfalle in der Metall verarbeitenden Industrie. (Bild: Antalis)

Undichter Lkw, mechanische Schäden in der Umverpackung, Öffnen der Verpackung durch den Zoll, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeitseintrag auf See oder in der Luft – es gibt viele Gründe, weshalb ein metallisches Transportgut verrostet am Zielort ankommen kann. Im Folgenden einige Verpackungsempfehlungen.

Korrosion kann schwerwiegende wirtschaftliche Folgen für Unternehmen aus der Metall verarbeitenden Industrie, wie beispielsweise Automobilzulieferer oder Maschinenbauer, haben. Dazu gehören Aufwände für Nacharbeit, Neuproduktion und Imageverluste. Laut Schätzungen der World Corrosion Organisation (WCO) belaufen sich die Kosten, die durch Korrosion entstehen, auf mindestens 3 % des Bruttoinlandsprodukts.

Schutzschicht oder Feuchtereduktion gegen Korrosion

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.

Klassische Exportverpackung.
Klassische Exportverpackung. (Bild: Antalis)

Korrosionsschutz durch Verpackung bietet gegenüber der klassischen Methode der Öl- oder Wachsschutzschicht eine saubere und trockene Alternative. Denn die Bauteile müssen nach dem Auspacken nicht gereinigt werden, sondern stehen sofort zur Weiterverarbeitung bereit. Welche Lösung die richtige ist, hängt immer von den jeweiligen Anforderungen ab.

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 %, sodass keine Korrosion entsteht.

Klassische VCI-Verpackung für Setzware.
Klassische VCI-Verpackung für Setzware. (Bild: Antalis)

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 nur, solange die Verpackung dicht ist. Bei einer Beschädigung strömt Luftfeuchtigkeit nach, die das Trockenmittel zu schnell sättigt, sodass die Luftfeuchtigkeit in der Verpackung steigt und die Korrosion einsetzt.

Vorteile bieten hier Volatile-Corrosion-Inhibitor-(VCI-)Verpackungslösungen 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 Bauteiloberfläche kommt.

Abriebfeste VCI-Verpackung für Teile mit erhöhten Ansprüchen an die technische Sauberkeit.
Abriebfeste VCI-Verpackung für Teile mit erhöhten Ansprüchen an die technische Sauberkeit. (Bild: Antalis)

Die richtige Dimensionierung von Korrosionsschutzverpackungen

Beim Transport von elektronischen Bauteilen und Schaltschränken ist eine Kombination von Trockenmitteln und VCI-Verpackung sinnvoll. Sie ermöglicht einen doppelten Effekt: Die flüchtigen VCI-Inhibitoren bieten einen aktiven Korrosionsschutz. Das Trockenmittel entfernt die Feuchtigkeit, die in der Elektrik auch zu anderen Schäden als Korrosion führen kann, wie beispielsweise zu Kurzschlüssen.

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. Denn die VCI-Wirkstoffe benötigen eine gewisse Zeit, um aus dem Trägermaterial auszudampfen und die Bauteiloberfläche zu erreichen. Ist dieser Weg zu weit, kann in der Zwischenzeit schon Korrosion einsetzen. Eine Zwischenlage aus VCI-Papier oder ein zusätzlicher VCI-Spender innerhalb der Verpackung schafft hier Sicherheit. Es gibt ganz unterschiedliche Typen von VCI-Spendern: Die Wirkstoffe können zum Beispiel aus einer Plastikbox, Zelluloseplatten oder aus PE-Strängen ausdampfen.

Je dichter die Umverpackung, umso länger die Schutzwirkung

Bei der Verpackung von Setzware zum Beispiel wird der Transportbehälter mit einem VCI-Beutel ausgekleidet. Die unterste Schicht bildet ein VCI-Papierzuschnitt. Darauf wird die erste Lage der Ware gesetzt, welche wieder mit VCI-Papier abgedeckt wird. Anschließend folgt eine stabilisierende Zwischenlage aus Wellpappe oder Kunststoff. Die Schichtung wiederholt sich bis zur obersten Lage, die mit einem VCI-Papier abgedeckt wird, bevor der Folienbeutel zugeschlagen und wahlweise zusätzlich verklebt wird.

Klassische Korrosionsschutzverpackung: Kombination aus VCI-Folie und VCI-Spender.
Klassische Korrosionsschutzverpackung: Kombination aus VCI-Folie und VCI-Spender. (Bild: Antalis)

Je dichter die Umverpackung, umso länger die VCI-Schutzwirkung. Denn je weniger sich die VCI-Wirkstoffe nach außen verflüchtigen können, desto länger hält auch der Schutz an. Bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen ist die Wasserdampfdichtigkeit des VCI-Beutels zentral. Für einen Versand innerhalb Deutschlands oder Europas reicht meistens ein Beutel mit einer Dicke von 80 µm aus. Beim Transport nach Übersee wird eine Umverpackung mit einer höheren Feuchtebarriere benötigt. Bei der klassischen Exportverpackung bietet sich Aluminiumverbundfolie aufgrund ihrer sehr geringen Wasserdampfdurchlässigkeit an.

Bei Komponenten für Motoren oder Nebenaggregaten, an die hohe Anforderungen bezüglich technischer Sauberkeit gestellt werden, sind hingegen Folien durch ihre Abriebfestigkeit von Vorteil. Beim Einsatz von VCI-Folie wird gegenüber VCI-Papier ein noch geringerer Abstand zwischen Packgut und Spender empfohlen. Denn Folien bauen die VCI-Atmosphäre langsamer auf, da produktionsbedingt weniger und trägere Wirkstoffe eingearbeitet sind. Auch hier kann ein zusätzlicher VCI-Spender Unterstützung leisten.

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Bei allen VCI-Verpackungen ist es essenziell, dass die VCI-Wirkstoffe frei um die zu schützende Oberfläche zirkulieren können. Daher ist es zentral, die Gesamtverpackung im Vorfeld so auszulegen, 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.

Maßgeschneiderte Korrosionsschutzverpackung

Aufgrund der Komplexität des Themas ist es für einen sicheren Korrosionsschutz maßgeblich, diesen stets individuell an die Anforderungen anzupassen. Entscheidend dabei 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 das Unternehmen eine auf den Kunden zugeschnittene Verpackungslösung, die sowohl die Anforderungen an den Korrosionsschutz als auch an die technische Sauberkeit erfüllt. Ebenso ist es möglich, den Verpackungsprozess in eine vollständig automatisierte Fertigungs- und Verpackungslinie zu integrieren.

* Dipl.-Ing. Kerstin Lau ist Leiterin Prozess- und Anwendungstechnik Korrosionsschutz bei der Antalis Verpackungen GmbH in 70771 Leinfelden-Echterdingen, Tel. (07 11) 7 59 07-0, info@antalis-verpackungen.de

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