Heißdampfsterilisierbare Verpackungen mit exzellenten Barriereeigenschaften

Veröffentlicht am

26. Mai. 2016

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Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, als eines der führenden Forschungs- und Entwicklungspartner zur Entwicklung von Oberflächentechnologien, stellt auf der AIMCAL 2016, vom 30. Mai – 2. Juni 2016, in Dresden gemeinsam mit der Firma Applied Materials Inc. innovative Technologien zur Herstellung transparenter und heißdampfsterilisierbarer Verpackungsfolien vor.


Anwendungsbeispiel einer transparenten Barrierefolie
© Fraunhofer FEP, Fotografin: Anna Schroll

Verpackungsfolien sind allgegenwärtig. Der Verbraucher sieht nur eine ganz normale Folie und nimmt diese kaum wahr. Dabei sind Verpackungen ein Garant für die Qualität des gekauften Produktes. Verpackungsfolien sind weitaus mehr, als man auf den ersten Blick erkennt. Sie sind für den jeweiligen Verpackungseinsatz optimiert und oft entsprechend beschichtet. Dabei ist das Innovationspotenzial hier noch lange nicht ausgeschöpft.

Wissenschaftler des Fraunhofer FEP haben zum Beispiel gemeinsam mit ihrem Industriepartner Applied Materials einen Prozess zur Industriereife entwickelt, in dem hauchdünne Aluminiumoxidschichten < 100 Nanometer (typischerweise 10 – 15 nm) aufgebracht werden.

»Im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellungsverfahren haben wir den Prozess um eine Komponente erweitert: Das Aluminiumoxid wird im Vakuum mit Unterstützung eines intensiven Plasmas aufgedampft, so dass sich eine wesentlich robustere, deutlich dichtere und haftfestere Schicht bildet als das ohne oder mit geringer Plasmaintensität der Fall wäre«, erklärt Steffen Straach, Gruppenleiter im Bereich »Flache und flexible Produkte« des Fraunhofer FEP. Dies ist besonders für die weiterführende Verarbeitung in Verpackungsmaterialien von Vorteil.

Die ultradünnen Aluminiumoxidschichten schützen beispielsweise Medikamente, Kosmetika oder empfindliche Lebensmittel zuverlässig vor Feuchtigkeit, Gasen und anderen Umwelteinflüssen von außen. Sie bieten darüber hinaus höchste Transparenz. Sie haben eine sehr hohe Barrierewirkung gegenüber z. B. Sauerstoff und Wasserdampf, die auch längere Lager- und Transportzeiten erlauben und eben auch einer Heißdampfsterilisation standhalten.

Der neue Prozess wurde im Fraunhofer FEP für Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlagen entwickelt, die durch hohe Beschichtungsraten die effiziente Herstellung kostengünstiger Verpackungsfolien ermöglichen.

»Die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer FEP zur Kommerzialisierung innovativer Prozesse für die Verpackungsindustrie ist ein gutes Beispiel für den Erfolg gemeinschaftlicher Forschungsprojekte.«, erklärt Daniel P. Forster, Vizepräsident und Geschäftsführer der Applied Materials Roll-to-Roll Coating Products Division. »Der Markt für hochqualitative Verpackungen wächst, Applied ist etablierter Marktführer für Rolle-zu-Rolle Systeme zur Serienfertigung hochentwickelter transparenter Barrierefolien.«

Zusammen mit Applied Materials gelang es erfolgreich, diesen Prozess in eine Metallisierungsanlage zu integrieren und zur industriellen Reife zu führen. Entsprechende Anlagen vom Typ „TopMet® CLEAR“ mit Beschichtungsbreiten von bis zu 2,85 m wurden bereits mehrfach in verschiedenen Arbeitsbreiten in die Industrie geliefert. Die TopMet® CLEAR mit dem bewährten und patentierten Verdampferkonzept, dem speziellen Wickelsystem und der Prozesskontrolle für die Herstellung von gleichmäßigen AlOX Schichten mit besserer Barrierewirkung und höherer Transparenz, bietet die beste Lösung für die Verpackungsindustrie

Fraunhofer FEP auf der AIMCAL 2016
Labtour
Wir informieren Sie zu den Themen »Dünnschichttechnologie für Batterieanwendungen« und »transparente Schichten für heißdampfsterilisierbare Verpackungen« am Infostand von Applied Materials während der Labtour am Fraunhofer FEP. Wir stellen auf der Tour Beschichtungsanlagen vor: MAXI (Inline-Vakuumbeschichtung für Metallplatten und -bänder), coFlex® 600 (Rolle-zu-Rolle Pilotbandbeschichtungsanlage), novoFlex® 600 (Rolle-zu-Rolle Pilotbandbeschichtungsanlage) und eine Rolle-zu-Rolle-OLED-Beschichtungsanlage.

Vorträge
Montag, 30. Mai
Session: Coating and Laminating Short Course
13:30 – 17:00 Uhr, Raum Bellevue I
Permeation Barriers
Oliver Miesbauer, Fraunhofer IVV / Dr. rer. nat. John Fahlteich, Fraunhofer FEP

Dienstag, 31. Mai
Track: Web Coating and Web Handling,
Session: Web Surface / Barrier
14:30 – 15:00 Uhr, Raum Bellevue I
Surface modification of polyethylene terephthalate (PET) and oxide coated PET for adhesion improvement
Dipl.-Ing. Juliane Fichtner, Fraunhofer FEP

Track: Vacuum
Session: Sputtering, Coating Equipment, Inline control
16:00 – 16:30 Uhr, Raum Bellevue II
Adapted particle bombardment during layer growth by pulse magnetron sputtering
Dr. rer. nat. Daniel Glöß, Fraunhofer FEP

Mittwoch, 1. Juni
Track: Vacuum
Session: Pretreatment, Substrate Film, Simulation
10:30 – 11:00 Uhr, Raum Bellevue II
Vacuum plasma treatment and coating of fluoropolymer webs – challenges and applications
M.Eng. Cindy Steiner, Fraunhofer FEP

Donnerstag, 2. Juni
Track: Vacuum
Session: New Applications, Emerging Technologies, Capacitors, Photovoltaic
8:30 – 9:00 Uhr, Raum Bellevue II
New vacuum coating technologies for metal strips and foils
Prof. Dr. rer. nat. Christoph Metzner, Fraunhofer FEP

10:30 – 11:00 Uhr, Raum Bellevue II
Present status of Roll-to-Roll Fabrication for OLED lighting
Michael Stanel, Fraunhofer FEP

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