Forschungstitel:
Gaspermeationssperrschichten auf der Innenseite von Lebensmittelverpackungen, insbesondere von Getränkeverpackungen, durch Atmosphärendruck-Plasmabehandlung
Arbeitsgruppe: Erhalt der Lebensmittelqualität
Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:
IGF-Vorhaben: 18562 BG
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2015 – 2017
Verschiedene Lebensmittel benötigen Verpackungslösungen mit definierten Barriereeigenschaften, um das Eindringen von Sauerstoff und Wasserdampf zu verhindern. Um z. B. PET-Flaschen für besonders empfindliche Getränke, wie Bier oder Saft verwenden zu können und deren Qualität zu schützen, müssen dessen Barriereeigenschaften hinsichtlich der Gaspermeation verbessert werden. Das bedeutet, dass die Kohlendioxid- (CO2) und die Sauerstoff-Permeation (O2) verringert werden muss. Derzeit werden solche Getränke in Flaschen abgefüllt, bei denen entweder durch den Einsatz von Schichtverbünden, Blends oder mittels Niederdruck-Plasmaverfahren abgeschiedenen Schichten die Gaspermeationseigenschaften bereits verbessert wurden. Dies ist jedoch in allen Fällen sehr preisintensiv.
Das Forschungsziel ist die Entwicklung von transparenten Permeationssperrschichten auf den Innenseiten von Verpackungen und insbesondere von Getränkeverpackungen mittels Atmosphärendruck-Plasmaverfahren. Dabei soll die Kohlendioxid-Permeation (CO2) aus und die Sauerstoff-Permeation (O2) in die Flasche verringert werden. Angestrebte Barrierewerte für die Sauerstoff- und Kohlendioxidpermeabilität betragen < 1 cm3/m2×d×bar bei 23 °C und 50 % rel. Feuchte. Dazu sollen die Prozessparameter der Atmosphärendruck-Plasmabehandlung mittels Düsensystem für die Innenbeschichtung erarbeitet und optimiert werden. Ausgehend von planaren Polymerfolien (z.B. PET, PE, PP) erfolgt anschließend die Übertragung des Verfahrens auf die Innenseite von 3-D-Formteilen (Zylinder, Flasche). Dies würde auch Anwendungen wie Schalen betreffen, welche häufig aus Polyolefinen produziert werden. Des Weiteren soll auch der Beschichtungsprozess im Plasma hinsichtlich der industriellen Anwendbarkeit optimiert werden (Beschichtungsgeschwindigkeit, Mehrfachbeschichtung).
Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben wird im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.