Gaspermeationsschicht bei Getränkeverpackungen

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).