Plasmapolymere Barriereschicht für recyclingfähige Kunststoffverpackungen

Montgomery Jaritz und Benedikt Heuer sind die Gründer des Deep Tech Start-ups Ionkraft, dessen Technologie im Anlagenbau zum Einsatz kommen soll: Mittels Plasmatechnologie will das Unternehmen Kunststoffverpackungen für Barriereanwendungen in der chemischen Industrie recycelbar machen und damit Multimateriallösungen ersetzen. Ihren Ursprung hat diese Technologie in den Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie des IKV zu plasmapolymeren Barriere- und Korrosionschutzschichten – nun soll sie mit Ionkraft den Weg in die ­­­industrielle Anwendung finden.

Produktspezifische Barriereschicht

Zentraler Kern der Unternehmung ist die Entwicklung und Produktion eines Reaktors, der Kunststoffverpackungen beschichtet und mit einer chemisch beständigen Barrierefunktion ausstattet. Für die erforderlichen Prozessanpassungen beim Endkunden ist eine diagnostikbasierte Entwicklungsroutine verfügbar, deren Ursprung auf die Forschungsarbeiten des IKV im Sonderforschungsbereich TR 87 zurückgeht. Statt empirischer Versuche werden Schichten diagnostikbasiert entwickelt. So werden passgenau für die individuelle Verpackung die beste Funktionalität der Schichten ermöglicht.

Die enge Kooperation des Start-ups mit dem IKV und der RWTH Aachen setzt sich auch nach der Unternehmensgründung fort; Messtechnik, Labore und Anlagen des IKV stehen den Jungunternehmern weiterhin und dauerhaft zur Verfügung, um aufwendige Prüfungen und Analysen realisieren zu können. Darüber hinaus wurde das Geschäftsvorhaben bereits vor der Gründung durch eine externe Expertenjury geprüft und wird durch das Programm EXIST-Forschungstransfer seitens des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie weitreichend finanziell gefördert.

Technologie eröffnet ein breites Anwendungsspektrum

Die mittels des neu konzipierten Reaktors applizierten Plasmaschichten erzeugen eine starke Migrationsbarriere, beispielsweise für Lösungsmittel. Mit dem ersten Reaktordesign sollen Verpackungsgrößen bis 20 l beschichtet werden können. Das entspricht beispielsweise dem Bedarf der Agrarindustrie für die Verpackung von Dünge- oder Pflanzenschutzprodukten. Der Vorteil der mit Plasmatechnologie applizierten Schichten ist, dass sie hauchdünn auf Monomaterialien aufgebracht werden können und deren Recyclingfähigkeit nicht beeinträchtigen. Dieser Effekt kann in vielen Branchen und Anwendungen ausgenutzt werden.  Beispielsweise in der Lebensmittelanwendung, für die das Verfahren bereits zugelassen ist, verhindert die Beschichtung als Sauerstoffbarriere das Oxidieren der Füllgüter.

Der entwickelte Plasmareaktor soll Behälter sowohl von innen, als auch von außen beschichten können. Eine beidseitige Beschichtung kann damit beispielsweise als Geruchsbarriere dienen, die den schlechten Geruch von Rezyklaten einschließt. Wenn durch Plasmabeschichtung eine Geruchsbarriere herbeigeführt wird, lässt sich prinzipiell der Einsatzbereich von Rezyklaten erweitern und der Kunststoffkreislauf an einer weiteren Stelle schließen. In einem separaten Projekt am IKV wird derzeit zudem erforscht, inwieweit die Schichten geeignet sind, Post Consumer Rezyklate für die Wiedernutzung im Lebensmittelbereich sicher zu machen. (sf)