Verarbeitung & Verpackung

Fraunhofer entwickelt nanodünne Schichten, um die Haltbarkeit zu verlängern

Fraunhofer entwickelt nanodünne Schichten, um die Haltbarkeit zu verlängern
Anonim

Die prominente deutsche Forschungseinrichtung erklärte im zweiten Teil unserer vierteiligen Sonderausgabe zur Haltbarkeit, die Innovation sei dank der Entwicklung einer plasmaunterstützten Technologie möglich gewesen, mit der eine transparente Beschichtung erzeugt werden kann, die den Anforderungen entspricht 100-mal dünner als herkömmliche Schichten wie Siliziumoxid und Polyvinylidenchlorid (PVdC).

Es kann auch mit einem breiteren Materialspektrum als bisher eingesetzt werden. Die 10-Nanometer-Aluminiumoxidbeschichtung hat die gleichen Barriereeigenschaften wie vorhandene Folien und bewahrt die Haltbarkeit, indem sie die Diffusion von Sauerstoff und Feuchtigkeit innerhalb der Verpackung begrenzt.

Die Beschichtung kann in jeder Lebensmittelverpackung verwendet werden, aber die wahrscheinlichste Verwendung sind Produkte, bei denen die Beibehaltung einer knusprigen Textur wichtig ist - wie Getreide oder Kartoffelchips, so die Gruppe.

Schlüssel voraus

Der entscheidende Fortschritt, der dies ermöglicht, war die Entwicklung eines vakuumbasierten Rolle-zu-Rolle-Verfahrens, mit dem fast 29.000 m2 Folie pro Stunde beschichtet werden können. Das System kann auf Folien mit einer Breite von bis zu vier Metern für gängige Materialien wie PET, aber auch für Polypropylen (PP), biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP) oder Polymilchsäure (PLA) eingesetzt werden.

Das System basiert auf einer gängigen Walzenbeschichtungsplattform, auf der Aluminium verdampft wird, sagte Dr. Nicholas Schiller gegenüber FoodProductionDaily.com. Im Gegensatz zu bestehenden Technologien verdampft das System jedoch kein Aluminium oder Aluminiumoxid, sondern verwendet Plasma in der Verdampfungszone, um die Schichteigenschaften zu verbessern, fügte er hinzu.

Fraunhofer sagte, das System biete "eine der besten und effektivsten Barrieren gegen Feuchtigkeit für transparente Folien in der Verpackungsbranche bis heute".

Kostengünstig

Es bietet auch eine Reihe von Vorteilen, einschließlich Effizienz und Wirtschaftlichkeit, sagte der Körper. Die nanometerdünne Beschichtung hilft auch, Ressourcen zu schonen, da die Barriere hundertmal dünner sein kann als herkömmliche Schichten, während dieselben Barriereeigenschaften beibehalten werden. Darüber hinaus eliminiert die neue Technik Chlor, eine Chemie, die traditionell bei der Herstellung von polymeren Barrieren verwendet wird.

"Die Rolle-zu-Rolle-Barrierebeschichtung eignet sich für ein breites Spektrum von Polymermaterialien. Dies macht die Technologie für eine breite Palette von Produkten anwendbar und erschwinglich", sagte Dr. Schiller. "Diese etablierte Technologie wird als kostengünstiger angesehen als Elektronenstrahl oder plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD). “

Kommerzialisierung

Die Technologie wurde in Zusammenarbeit mit zwei deutschen Unternehmen entwickelt - Vacuum Technology Dresden ISA. Ein drittes Unternehmen, Applied Materials Inc, arbeitete an der Vermarktung des Produkts.

"Applied Materials hat die Plasmatechnologie von Fraunhofer erfolgreich in eine neue Linie industrieller Vakuum-Walzenbeschichter integriert", sagte John Busch von der Division für Bahnbeschichtungsprodukte des Unternehmens. "Dies beinhaltete die Erweiterung der Schlüsselkomponenten und die gemeinsame Anstrengung, bestehende Prozesse zu verbessern."

Die Rentabilität der Technologie wurde nachgewiesen, nachdem das in Lateinamerika ansässige Unternehmen Biofilm das System in seinem Werk in Mexiko pilotiert hat, so Fraunhofer.