Barriereeigenschaften
Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, eines der führenden Forschungs- und Entwicklungspartner zur Entwicklung von Oberflächentechnologien, hat kürzlich gemeinsam mit der Firma Applied Materials innovative Technologien zur Herstellung transparenter und heißdampfsterilisierbarer Verpackungsfolien vorgestellt.
– Anwendungsbeispiel einer transparenten Barrierefolie
Anwendungsbeispiel einer transparenten Barrierefolie
Fraunhofer FEP / Anna Schroll
Wissenschaftler des Fraunhofer FEP haben gemeinsam mit ihrem Industriepartner Applied Materials einen Prozess zur Industriereife entwickelt, in dem hauchdünne Aluminiumoxidschichten unter 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.
Transparent und sterilisierbar mit Barrierefunktion
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 beispielsweise 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.”
– Applied Materials Top Met Clear
Applied Materials Top Met Clear
Fraunhofer FEP
Zusammen mit Applied Materials gelang es erfolgreich, diesen Prozess in eine Metallisierungsanlage zu integrieren und zur industriellen Reife zu führen. Entsprechende Anlagen vom Typ “Top Met Clear” mit Beschichtungsbreiten von bis zu 2,85 m wurden bereits mehrfach in verschiedenen Arbeitsbreiten in die Industrie geliefert. Die Top Met 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, so die Fraunhofer-Forscher.
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