PTS: Ressourcenschonung durch Label Durability

Etiketten bieten vielseitige Funktionen, doch allzu häufig gehen diese Funktionen durch unbeabsichtigtes oder gar mutwilliges Ablösen des Etiketts verloren. Etiketten und Karton verarbeitende Unternehmen der Verpackungsbranche können ihre Produkte hinsichtlich Haltbarkeit, Stabilität und Manipulationssicherheit bewerten lassen.

Ob glatt, strukturiert, porös oder flexibel: Generell fordern verschiedenartige Oberflächen passende Haftungseigenschaften, um die Integrität der Etiketten über die Einsatzdauer hinweg zu gewährleisten. Einige Anwender stellen besonders hohe Anforderungen an die einzusetzenden Materialkombinationen. Ein brisantes Beispiel für die Notwendigkeit der Funktion eines Etiketts ist der Produktschutz. Dieser erfordert in verschiedenen Branchen, wie beispielsweise in der Pharmazie oder Kosmetik, die Ausstattung einer Verpackung mit einem Erstöffnungsschutz. So müssen im Fall einer verschreibungspflichtigen Arzneimittelverpackung Etikett-Karton-Haftverbunde höchsten Qualitätsstandards entsprechen, um die verpackten Produkte vor Manipulationen und damit die Sicherheit der Verbraucher zu schützen. Über ein sogenanntes Anti-Tampering-Device (ATD) soll unverwechselbar angezeigt werden, ob eine Faltschachtel als äußere Umhüllung eines Produkts geöffnet oder manipuliert wurde. Ohne dieses Sicherheitsmerkmal ist die individuelle Codierung (Unique Identifier) zur Echtheitsprüfung des Produkts wertlos, da der Verpackungsinhalt unkontrolliert verändert werden kann.

Faltschachtel mit Anti-Tampering-Device und Unique Identifier. (Bild: PTS Heidenau)

Problemstellung in der Industrie

In einem globalen Markt, in dem Produkte stetig verschiedenen Umgebungsbedingungen und mechanischen Belastungen, beispielsweise bei der Lagerung oder auf dem Transportweg, ausgesetzt sind, ist die Gewährleistung der Stabilität und Alterungsbeständigkeit von Etikett-Karton-Haftverbunden ein wesentlicher Aspekt, den es mithilfe zielgerichteter Untersuchungsmethoden nachzuweisen gilt.

Dazu gehören Prüfungen der Haftungseigenschaften, beschleunigte Alterungstests, Exposition gegenüber Umweltbedingungen wie Feuchtigkeit, Temperatur und UV-Strahlung sowie Beständigkeits- und Manipulationstests. Diese Tests ermöglichen es dem Anwender von Etiketten, bereits vor der Verarbeitung seiner Produkte das Verhalten der Materialien bzw. des Verbunds unter realen oder simulierten Bedingungen zu bewerten und potenzielle Schwachstellen zu identifizieren. Die Forschungsstiftung der Papierindustrie stellt zu diesem Zweck praxisnahe Prüfmöglichkeiten zur Verfügung, um die Haltbarkeit von Etiketten auf unterschiedlichen Substraten zu bewerten.

(Bild: PTS Heidenau)

„Grundsätzlich liefert unsere neue Methode Karton- und Etikettenherstellern eine Einschätzung der eingesetzten Materialien hinsichtlich der Haltbarkeit der Etikett-Karton-Haftverbunde von mehr als einem Jahr.“

Anke Nikowski, Projektleitung Druck und Verarbeitung im Geschäftsbereich Materialprüfung und Analytik an der Forschungsstiftung der Papierindustrie (PTS) Heidenau

Potenzial der Überprüfung

Die Anforderungen an den Etikett-Karton-Haftverbund ergeben sich vorrangig aus dem geplanten Einsatzzweck. Davon ausgehend werden im Rahmen der Testmethodik verschiedene relevante Kriterien für die Funktionalität bewertet:

1. Stabilität und Irreversibilität der Verbindung des Etiketts mit der Kartonoberfläche: Das Etikett darf sich nicht selbsttätig oder durch real auftretende Umwelteinflüsse lösen oder gar abfallen.
2. Sichtbarkeit einer eventuellen Manipulation: Der Abzug des Etiketts von der Oberfläche muss sichtbare Spuren in Form von Strichablösen oder Faserausriss hinterlassen. Im Fall von speziellen Void-Etiketten soll die farbige Pigmentierung auf der Oberfläche der Verpackung verbleiben und nicht spurlos entfernbar sein.
3. Erhaltung der Elastizität während der Nutzungsdauer: Das Etikettenmaterial darf nicht verspröden, damit insbesondere am Etikett angebrachte Perforationen nicht ohne Fremdeinwirkung aufbrechen.
4. Farbstabilität bzw. Erhaltung der Transparenz: Der Etikett-Karton-Haftverbund darf sich in seiner Gesamtheit nicht derart verfärben, dass dies zu Problemen bei der Lesbarkeit des Unique Identifiers (UI) führt.

Testmethodik im Überblick

Die Methode sieht zur Überprüfung der Haltbarkeit und Stabilität von Etikett-Karton-Haftverbunden u. a. eine definierte Abzugsprüfung der nicht gealterten und beschleunigt gealterten Haftverbunde mit anschließender Bruchbildbewertung vor.

Ist die Spaltfestigkeit des Kartons niedriger als die Klebkraft bzw. die Festigkeit des Etiketts, ist Bruchbild A zu beobachten. Ist die Strichhaftung an der Kartonoberfläche geringer als die Klebkraft bzw. Festigkeit des Etiketts, ergibt sich Bruchbild B. Im Beispiel C versagt das Etikett selbst, da die Klebkräfte die Festigkeit der Etikettenperforation übersteigen. (Bilder: PTS Heidenau)

Doch nicht nur mechanische Festigkeiten spielen bei der Anwendung von Etikett-Karton-Haftverbunden an Verpackungen eine Rolle. Unterschiedliche Umwelteinflüsse und Alterungsvorgänge können sich mehr oder weniger stark auf die optischen Eigenschaften einer mit Etikett ausgestatteten Verpackung auswirken. Neben rein ästhetischen Anforderungen ist insbesondere die Lesbarkeit wichtiger Informationen für verschiedene Anwendungen essenziell. Diese darf durch Alterung und Umgebungseinflüsse nicht derart verändert werden, dass z. B. Data-Matrix-Codes nicht mehr auslesbar sind.

Wie manipulationssicher ist das Produkt?

Nicht nur im Pharmabereich ist die Manipulationssicherheit von Verpackungen von höchster Relevanz. Die richtige Kombination aus Faltschachtelkarton und Etikett ist unabdingbar, wenn es darum geht, die Fälschungssicherheit eines Produkts zu gewährleisten. Die Forschungsstiftung der Papierindustrie (PTS) hat im Rahmen eines Forschungsprojekts Manipulationsversuche entwickelt und mit einem intuitiven Bewertungsschema unterlegt. Die Bewertung erfolgt hierbei hinsichtlich des Manipulationsergebnisses und des Manipulationsaufwands. Das eingeführte Ampelsystem zeigt auf den ersten Blick den Schwierigkeitsgrad des jeweiligen Manipulationsversuchs an. In die Stufe ROT (a.) wird ein Etikett-Karton-Haftverbund eingestuft, der ohne Weiteres händisch getrennt werden kann, ohne dabei Spuren einer Manipulation zu hinterlassen. Die Einstufung GRÜN (c.) bezeichnet im Allgemeinen einen schwer manipulierbaren Haftverbund.

PTS-Bewertungsschema der Manipulierbarkeit eines Etikett-Karton-Haftverbunds: Der grüne Rahmen definiert einen nahezu fälschungssicheren Etikett-Karton-Haftverbund. (Bild: PTS Heidenau)

Auswirkungen für die Praxis

Das methodische Vorgehen bei der Bewertung von Etikett-Karton-Haftverbunden unterstützt Unternehmen dabei, Produktneuentwicklungen zeiteffektiv und kosteneffizient auf den entsprechenden Einsatzzweck anzupassen, und bietet potenziellen Anwendern bereits vor Produkteinsatz einen Eindruck der zu erwartenden Funktionalität. Deutliche Gewinne über Umsatzsteigerungen und Kosteneinsparungen sind hierbei zu erwarten.

Die Untersuchungsergebnisse bieten Unternehmen außerdem die Möglichkeit einer qualifizierten Materialauswahl und verringern Reklamationsquoten nachhaltig. Dies führt neben einer Reduktion von Ausschuss auch zu Ressourceneinsparungen, bei Energie, Material und personellen Kapazitäten. Unternehmen können Schadensfälle deutlich reduzieren.

Nicht manipulierbare Etikett-Verpackungsverbindungen bieten beispielweise bei Pharmaverpackungen, Verpackungen hochwertiger Kosmetika, aber auch bei kostenintensiven Elektronikgeräten Sicherheit für Lieferanten und Käufer. Ein Austausch mit gefälschter Ware wird verhindert bzw. ein entsprechender Betrugsversuch sichtbar gemacht. Etwa entsteht laut einer Pressemitteilung des Amts der Europäischen Union ein geschätzter europaweiter Schaden durch gefälschte Medikamente von rund 10,2 Milliarden Euro. Dabei belaufen sich die Umsatzverluste aufgrund von Fälschungen auf 4,4 Prozent aller rechtmäßig verkauften Arzneimittel in der EU.

Auch nicht mutwillig herbeigeführtes Ablösen eines Etiketts von einer Verpackung kann zu hohen Schadenssummen führen. Die PTS hat bereits in der Vergangenheit diverse Reklamationsfälle analysiert, in denen die Kombination aus Etikett und Verpackung nicht auf den vorgesehenen Einsatzzweck abgestimmt war. So kam es bei Fleischverpackungen aus dem Kühlregal zum Ablösen der Etiketten. In einem weiteren Fall wurden mehr als zehn Kombinationen aus Etikett- und Wellpappmaterialien zur Prüfung übergeben, bei denen sich das über Eck etikettierte Label von der Wellpappe löste.

Es besteht die Notwendigkeit einer qualitätsgerechten Auswahl nicht nur von Etikett und Karton, sondern prinzipiell aller mit einem Etikett zu beklebenden Materialien. Diese PTS-Methodik ist nicht nur für alle Unternehmen der Etiketten herstellenden und verarbeitenden Industrie von Interesse, sondern generell für alle Branchen, in denen Etiketten zum Einsatz kommen, ob als Produktschutz, Informations- oder Werbeträger.