Toepassingen plasmatechnologie in verpakkingen
Het gebruik van plasma biedt verschillende mogelijkheden om meer functionaliteit te geven aan verpakkingsmaterialen, zo blijkt uit een symposium in het kader van het ACTECO-project.
Plasma wordt naast vast, vloeibaar en gas ook wel de vierde toestand van materie genoemd. Het bestaat uit een mengsel van geladen en neutrale deeltjes in gasfase, afkomstig van het aanbrengen van een gas in een spanningsveld. Er kunnen hiervoor allerlei gassen gebruikt worden zoals CO2, H2, Ar, CF4, NH3 maar ook gewone lucht kan aangewend worden. Bij contact van dergelijk plasma met het oppervlak van een (verpakkings)materiaal zullen er wijzigingen in de moleculaire structuur optreden. Zo kan een oppervlak poreuzer gemaakt worden, waardoor het beter printbaar wordt (‘etching’).
In een plasma kunnen ook andere componenten worden toegevoegd met het doel een coating aan te brengen op een oppervlak. Zo kan een SiOx-coating worden aangebracht door de component HDMSO (hexamethyldisiloxaan) te injecteren in het plasma. SiOx-coatings zijn transparant en worden gebruikt om de barrière-eigenschappen van verpakkingsmaterialen te verbeteren. Zo werd het voorbeeld gegeven van een 12µm PET-folie met een O2-doorlaatbaarheid van 120 ml O2/m2.d.atm. Dezelfde folie, gecoat met een 15nm dikke SiOx laag, resulteerde in een O2-doorlaatbaarheid van minder dan 3 ml O2/m2.d.atm. Dergelijke SiOx-coatings kunnen zowel op film als op de binnenkant van flessen worden aangebracht. Naast deze SiOx-coatings kunnen er ook andere lagen worden aangebracht met het doel extra functionaliteit te geven aan het oppervlak (vb. waterafstotende coatings).
Plasma bevat heel wat geladen deeltjes die in contact komen met het oppervlak. Dit laat ook mogelijkheden toe naar sterilisatie van oppervlakken als alternatief voor chemische of thermische technieken. Een andere mogelijke toepassing in het microbiologisch milieu is het aanbrengen van een coating die biofilmvorming op het oppervlak tegengaat.
Het aanmaken van een plasma kan op verschillende manieren gebeuren, afhankelijk van het type plasma dat men wenst te bekomen: atmosferische plasma of lage druksplasma. Een atmosferisch plasma wordt gecreëerd onder normale drukomstandigheden, waarbij volgende systemen kunnen onderscheiden worden: Dielectric Barrier Discharge (DBD), Corona, Plasmatorch/Plasmajet. Bij deze laatste wordt het plasma als het ware gespoten op oppervlakken. Lage druksplasma wordt gecreëerd in een afgesloten ruimte onder lage druk, waarbij volgende systemen kunnen onderscheiden worden: capacitively coupled plasma, inductively coupled plasma en microwave driven plasma. Dergelijke plasmabehandelingssystemen worden vaak op maat gemaakt of geleverd via bedrijven zoalsEuroplasma of Rycobel.
Het ACTECO-project is een geïntegreerd onderzoeksproject in het 6de kaderprogramma van de Europese Unie. Het project streeft ernaar een eco-efficiënt plasmaproces te ontwikkelen voor het creëren van hyperfunctionele oppervlaktes voor toepassingen in de textiel-, voedselverpakking- en de biomedische industrie. Bovenvermeld symposium werd georganiseerd ter gelegenheid van de laatste Algemene Vergadering van het ACTECO-project.
Is er interesse om, althans wat de verpakkingsmaterialen van levensmiddelen betreft hierop verder onderzoek te doen? Laat het weten, wij maken er werk van!
Bron: Symposium “Industriële toepassingen voor plasmatechnologie” (ACTECO), acteco.org en Pack4Food
