Verpackung erträgt den heißen Dampf

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden, haben gemeinsam mit ihrem Industriepartner Applied Materials einen Prozess zur Industriereife entwickelt, in dem hauchdünne Aluminiumoxidschichten von weniger als 100 nm auf eine Verpackungsfolie aufgebracht werden können. Typischerweise sind die Schichten 10  nm bis 15 nm dick.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellverfahren wurde der Prozess um eine Komponente erweitert: Das Aluminiumoxid wird im Vakuum mit Unterstützung eines intensiven Plasmas aufgedampft. „So bildet sich eine robustere, deutlich dichtere und haftfestere Schicht als das ohne oder mit geringer Plasmaintensität der Fall wäre“, erklärt Steffen Straach, Gruppenleiter im Bereich „Flache und flexible Produkte“ am Fraunhofer FEP. Dies sei besonders für die weiterführende Verarbeitung in Verpackungsmaterialien von Vorteil.

Die ultradünnen Aluminiumoxidschichten schützen beispielsweise Medikamente, Kosmetika oder empfindliche Lebensmittel zuverlässig vor Feuchtigkeit, Gasen und anderen Umwelteinflüssen. Sie bieten darüber hinaus hohe Transparenz, haben eine sehr hohe Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf. Das erlaubt auch längere Lager- und Transportzeiten – und die Folie hält einer Heißdampfsterilisation stand.

Der neue Prozess wurde im Fraunhofer FEP für Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlagen entwickelt, die durch hohe Beschichtungsraten die effiziente Herstellung kostengünstiger Verpackungsfolien ermöglichen. Zusammen mit Applied Materials gelang es, diesen Prozess in eine Metallisierungsanlage zu integrieren und zur industriellen Reife zu führen.