IKV: Plasmapolymere Barriereschichten für PP und PLA werden erforscht

Die plasmagestützte Beschichtung stellt heutzutage ein industriell etabliertes Verfahren zur Verbesserung der Barrierewirkung von Getränkeflaschen aus PET dar. Aufgrund gestiegener Anforderungen an die ökologische Verträglichkeit oder die prozesstechnische Eignung werden vermehrt Materialien wie Polypropylen (PP) und Polylactid (PLA) zur Herstellung von Getränkeflaschen eingesetzt. Ihre im Vergleich zum PET um ein Vielfaches höhere Durchlässigkeit für Sauerstoff und Kohlendioxid stellt jedoch eine Herausforderung für den Einsatz im Verpackungsbereich dar.

Alternativen zur PET-Flasche in der Getränkeverpackung?
Das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV, www.ikv-aachen.de) an der RWTH Aachen erforscht daher die Barriereverbesserung mithilfe der Plasmatechnologie für diese Materialien. Beim Transfer der bestehenden Beschichtungstechnologie für PET zeigt sich, dass Materialien wie PP und PLA aufgrund anderer Oberflächeneigenschaften erhöhte Anforderungen an die Prozessführung stellen.

Untersucht wurden 0,5-Liter-Flaschen der Firmen Coca-Cola für PET und Milliken Chemical für PP, beide USA, sowie PLA-Flaschen der Firma SIG Plasmax, Hamburg. In den Versuchen am IKV konnte gezeigt werden, dass durch eine geeignete Vorbehandlung der Materialien die Anhaftung plasmapolymerer Schichten entscheidend verbessert werden kann. Hierdurch gelingt es, sowohl bei kohlenwasserstoffbasierten als auch bei siliziumorganischen Schichten eine effektive Barriere aufzubringen. Messungen ergeben, dass eine Erhöhung der Sperrwirkung gegenüber Sauerstoff um den Faktor 12 bei PP und um den Faktor 4 bei PLA erzielt werden kann. Die Durchlässigkeit der beschichteten Werkstoffe wird somit auf das Niveau unbeschichteter PET-Flaschen gesenkt. Dies verdeutlicht das Potenzial der Technologie für PP- und PLA-Flaschen.

Erste Ergebnisse zeigen, dass die Plasmabeschichtung einen wertvollen Beitrag zur Steigerung der Barrierewirkung bei PP und PLA leisten kann. Ziel weiterer Forschungsarbeiten am IKV ist es, die Herstellung der Produkte wirtschaftlich zu gestalten und somit diesen Materialien den Marktzugang zu erleichtern.

Der aktuelle Stand der Forschungsarbeiten wird u.a. auf der IKV-Fachtagung zur Oberflächentechnik am 29. und 30. September 2009 in Aachen vorgestellt (Siehe auch plasticker-News vom 25.6.2009).

Institut für Kunststoffverarbeitung, Aachen

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