Teilprojekt T06
Verpackungskunststoffe können durch Plasma-Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) mit recyclingfähigen Barriereschichten ausgestattet werden. Für flexible Verpackungen ist dieser Prozess jedoch wirtschaftlicher, wenn die Plasmabeschichtung genau wie die Folienextrusion kontinuierlich erfolgen kann. In einem Transferprojekt im Rahmen des SFB TR 87 wurde dafür ein Reaktorkonzept entwickelt.
Der zugrundeliegende Prototyp wurde im Labor für Plasma- und Oberflächentechnik erfolgreich aufgebaut (Abb. 1). Von der rechten Seite wird die Folie durch ein dreistufiges Schleusensystem in die Prozesskammer („Coating Reactor“) geführt. Hinter der Prozesskammer (ganz links im Bild) wird die Folienlaufrichtung gewendet, sodass die Folie erneut durch den Reaktor geführt wird, bevor sie durch das Schleusensystem wieder der Folienaufwicklung zugeführt wird. Innerhalb der Prozesskammer erfolgt eine Umhüllung der Plasmazone durch die Folie, analog zur Hohlkörperinnenbeschichtung, wodurch die parasitäre Beschichtung der Reaktorwände eingeschränkt wird. Das Vakuumkonzept wurde unter Verwendung eines Basisdrucks von ca. 1 Pa in der Prozesskammer validiert.
© IKVIn weiteren Projekten wird die Prozesseinrichtung folgen, zudem werden die Schichtabscheideraten sowie die Schichthomogenität untersucht, um die Effizienz und Qualität der Beschichtung zu gewährleisten. Diese Untersuchungen sind von entscheidender Bedeutung, um eine wirtschaftliche und skalierbare Anwendung der PECVD-Technologie für flexible Verpackungen zu ermöglichen.
Die erzielten Fortschritte im Rahmen des Projekts In-Plasma-Air2Air bilden eine vielversprechende Grundlage für zukünftige Entwicklungen im Bereich der nachhaltigen Verpackungstechnologien. Die präsentierten Ergebnisse sowie die Weiterentwicklung des Reaktorkonzepts werden dazu beitragen, die Recyclingfähigkeit von flexiblen Verpackungen zu verbessern, wobei gleichzeitig die wirtschaftlichen Aspekte Berücksichtigung finden.
Projektdaten und Förderung
Wir danken der DFG für die Förderung des Projekts im Rahmen des Sonderforschungsbereichs TR 87 und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit.
Projektlaufzeit: 01.10.2020 – 30.09.2024
Förderung:
