Innovative und funktionelle Beschichtungen auf Nanoskala für Schrumpffolien mit optimierten Parametern zur Rolle-zu-Rolle Beschichtung – NEEDS

FORSCHUNGSPROJEKT »NEEDS«

Zwei Hände halten Hähnchenschenkel, die in PLA-Schalen mit Schrumpffolie verpackt sind
© sergeyryzhov/iStock.com
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Die unsichtbaren Eigenschaften einer Lebensmittelverpackung

Bei der Betrachtung von Kunststofffolien im Bereich der Lebensmittelverpackung gibt es zwar optische und haptische Unterschiede, diese sind jedoch oft dem unterschiedlichen Design oder der Marke geschuldet. Die wirklich feinen unterschiedlichen Details sind mit dem bloßen Auge nicht erkennbar und nur im Labor messbar. Denn gerade Folien für Lebensmittelverpackungen müssen oft eine hohe Barrierewirkung zum Beispiel gegen Lichteinwirkung aufweisen. Die größte Herausforderung bisher ist es jedoch, diese Barrierewirkungen auch auf Folien aufzutragen, die im Verpackungsprozess um bis zu 30% schrumpfen.

Im Rahmen des NEEDS Projekts wurden nun zwei Lacke entwickelt, die auch auf diesen Schrumpffolien zur Anwendung kommen können. Die entscheidende Innovation dabei ist, dass beide ihre Eigenschaften bei mechanischer Verformung der Substratfolie beibehalten. So verhindert der erste Lack das Beschlagen der Oberfläche, die auf das Lebensmittel gerichtet ist. Damit bleibt das verpackte Gut während der Lagerung sichtbar und ist nicht durch einen nebligen Niederschlag verschleiert. Der zweite Lack blockt zu einem Großteil ultraviolette Strahlung. Dies führt zu einer Verlängerung der Haltbarkeit, da viele biochemische Reaktionen, die für den Lebensmittelverderb verantwortlich sind, durch UV-Strahlen initiiert oder beschleunigt werden.

Mit Nanokompositen in Bewegung

Ziel des Projektes war es, dass Schutzbeschichtungen auch während des Schrumpfprozesses stabil bleiben. Klassische Veredelungstechniken, die das Beschlagen der Folie verhindern oder die die UV-Strahlen blockieren würden, platzen bei diesem Prozess ab oder brechen, sodass die Folie ihre Eigenschaften verliert.

Die neu entwickelten Lacke gehen dagegen eine starke Wechselwirkung in Form einer starken chemischen Bindung mit dem Substrat ein, dabei bleibt jedoch die Kohäsion innerhalb der Schicht gering. Bildlich gesprochen kann man sich das so vorstellen, als würden sich viele große Glaskugeln zusammenziehen. Es verringert sich hierbei nur der Abstand zueinander, doch die Kugeln bleiben unbeschädigt. Im Vergleich dazu sind bisherige Beschichtungen eher wie eine feste Glasplatte. Zieht sie sich zusammen, springt sie und zerbricht. Diese besondere Eigenschaft bei den neuen Lacken führt dazu, dass die Beschichtung beim Schrumpfen nur etwas näher zusammenrückt, aber nicht beschädigt wird.

Zudem konnte im Rahmen des NEEDS Projekts erfolgreich gezeigt werden, dass diese Lacksysteme auch im großen Maßstab beschichtet werden können.

Projektlaufzeit: 2019 bis 2022
Projektträger
/Zuwendungsgeber:
„2+2“ Programm, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner
  • Syfan (Israel) - Koordinator
  • Bar-Ilan University (Israel)
  • FMP Technology GmbH (Erlangen)