Barrières

Barrières in kunststoffen

Ceramis van Amcor Flexibles: hoge barrières voor kunststoffilms

Een innovatieve technologie van Amcor Flexibles' business unit CERAMIS levert een SiOx (silicium oxide) folie die hoge bescherming biedt tegen vocht, gas en aroma's door middel van een dunne transparante barrièrelaag.

Ceramis, een technologie die al enige tijd beschikbaar is, bestaat uit een SiOx coating die wordt aangebracht op verschillende substraten. Deze technologie werd door Amcor Flexibles Kreuzlingen (Zwitserland) verder ontwikkeld en wordt nu gebruikt voor meerdere doeleinden zoals in verpakkingen en technische producten.

De Ceramis coating is een dunne niet organische laag van siliciumoxide die in een vacuüm verdampt wordt op  PET, OPA en BOPP folies om deze van een transparante hoge barriere te voorzien. Het vaste silicium oxide wordt verhit door een zeer krachtige elektronstraal en sublimeert. Vervolgens condenseert de SiOx-damp op de folie die over een gekoelde rol gevoerd wordt en vormt dan een zeer dunne barrièrelaag. Deze kristalheldere laag is slechts tussen de 40 en 100 nanometer dik. De Ceramis coating is niet organisch en daarom niet reactief. Ceramis folies moeten gelamineerd worden met andere folies om de SiOx laag tijdens de verwerking en transport intact te houden. Een Ceramis folie wordt nooit als een monoweb folie toegepast, maar altijd in een meervoudige structuur afhankelijk van ontwerp en toepassing.

Verschillen in materialen

Barrières zoals een siliciumoxide of aluminiumoxide coatings en gemetalliseerde films verlagen de vocht en zuurstof doorlaatbaarheid van flexibele folies. Deze coatings worden aangebracht door middel van een vacuümverdampings proces. Aan de andere kant, zijn er ook barrièrecoatings die aangebracht worden door middel van diepdruk processen zoals PVDC (PolyVinylDiChlorine) coatings. Deze coatings worden aangebracht in een tweestappen proces. Er zijn ook flexibele folies waar de barrière in de folie zelf ingebracht wordt door middel van extrusietechnologie. Bijvoorbeeld bij EVOH (EthylVinylAlchohol) en PVDC. Al deze barrière producten zijn kant en klaar beschikbaar en worden algemeen toegepast in verschillende producten en ontwerpen. Siliciumoxide coatings zijn robuust en eenvoudig verwerkbaar. Ze zijn chloridevrij en kunnen voor sterilisatie toepassingen worden ingezet zonder extra beschermlak. Het is in tegenstelling tot gemetalliseerde folies, zeer transparant en wordt om die reden vaak voor verpakkingen met zichtvenster toegepast. Ceramis folies bevatten geen metaal en zijn dus geschikt voor gebruik in verpakkingen die metaaldetectie moeten ondergaan. Dit is tegenwoordig een standaardprocedure om de voedselveiligheid te bevorderden.

Door de afwezigheid van metaal en de hoge temperatuursweerstand van Ceramisfolie is het te gebruiken in de magnetron. Sommige innovatieve verpakkingsproducenten gebruiken deze toepassing voor verhitting van voedsel in de verpakking in de magnetron. De stoom die in de verpakking wordt opgebouwd, versneld het kook proces en minimaliseert uitdroging. Consumenten waarderen deze innovatie want afgezien van tijdsbesparing en smakelijker voedsel,  houdt het ook nog eens de binnenkant van de magnetron schoon.

Hechting

Door de speciale voorbehandeling heeft de coating een zeer goede hechting aan de basisfilm. Het heeft een betere knik-bestendigheid dan aluminiumoxide en daarom kan SiOx zonder topcoating in een verpakkingen voor sterilisatie worden toegepast.. Dat houdt de productiekosten en materiaalgebruik laag. Bovendien is er bij gebruik van Ceramis ook geen zogenaamde 'retort shock' effect, de negatieve bijwerking van EVOH laminaten die zijn gesteriliseerd in stoom of water. Silicium oxide is niet gevoelig voor water- en vochtopname en presteert even goed onder zeer vochtige omstandigheden als in droge. De barrière wordt ook niet aangetast door temperatuurschommelingen. Dit is waarom Ceramis-folies geschikt zijn voor koud- en warm afgevulde verpakkingen. Ceramis folies zijn toegepast in verschillende laminaatstructuren en hebben elk een eigen barrière. De grafiek laat de vergelijking tussen zuurstof- en vocht barrières van de meest gebruikte laminaten zien en hun individuele positie.

Glashelder

Siliciumdioxide, een lichte modificatie van siliciumoxide, is beter bekend als zand, de belangrijkste grondstof voor de productie van glas. Wanneer siliciumoxide smelt, verandert het van een kristallijne- naar een amorfe toestand. In deze amorfe toestand wordt het helder en transparant. Zodra het siliciumoxide weer afkoelt blijft het echter in deze amorfe toestand en blijft het helder. Bij de productie van Ceramis-folies wordt het silicium verhit door middel van een elektronenkanon en verdampt het als glas. Het condenseert vervolgens op de folie en vormt een heel dunne "glas" laag. Het silicium oxide is echter dusdanig gemodificeerd dat de 'glaslaag' enigszins flexibel blijft en vervorming van de folie kan weerstaan. Consumenten hoeven het woord 'glas' niet letterlijk te nemen, de SiOx laag is namelijk rond de 1000 keer dunner dan een menselijke haar en en is zeer vast verankert met de folie. Zichtbaarheid van het voedsel in de verpakking  wordt door consumenten steeds meer gewaardeerd. Ceramis folies bieden de hoogste transparantie, en er zijn zelfs types met een ingebouwde UV-filter.

ToepassingenFolies met SiOx laag moeten altijd in een laminaat structuur toegepast worden, om de SiOx laag tegen krassen te beschermen. Afhankelijk van toepassing en verpakking kan dit laminaat variëren van een tweevoudig tot viervoudig. Vrij eenvoudige zakjes voor droge produkten hoeven geen geavanceerde laminaatstructuren te hebben. Een duplex laminaat volstaat meestal. Echter, wanneer het gaat om een zak voor klinische sondevoeding wordt vanwege de hoge eisen vaak een viervoudige structuur toegepast.

MAP

MAP is een verpakkings methode waarbij het voedsel verpakt wordt in een verpakking gevuld met een beschermend gas. De ruimte in de verpakking boven het voedsel (headspace) is gevuld met een inactief gas. De goede gasbarrière functie van het SiOx, in combinatie met een zeer dichte sealing, maakt een lange hoedbaarheid mogelijk. De CERAMIS® produkten lijn biedt verschillende mogelijkheden voor MAP toepassingen. Verschillende soorten produkten zoals brood, pizza's vlees en kaas kunnen op deze manier verpakt worden.

Dekselfolies

Veel voedselproducten worden nadat ze zijn verpakt gesteriliseerd. Dit proces minimaliseert de aanwezigheid van bacteriën en maakt het voedsel veilig voor opslag en consumptie. Dit sterilisatieproces, stelt het verpakkingsmateriaal aan hoge druk en thermische stress bloot. De barrière mag dan niet aangetast worden onder invloed van vocht of temperatuur want het voedsel moet goed geconditioneerd blijven. In de verpakking bevindt zich een minimaal zuurstofniveau. Barrière laminaten die EVOH in plaats van SiOx bevatten, kunnen aangetast worden door vochtopname, het zogenaamde 'retort-shock' effect. Het risico van zuurstof doorlaat door het laminaat is gedurende een periode van 10 tot 15 dagen aanwezig, waardoor het voedsel aangetast kan worden, daarna herstelt de barrière zich weer tot een bepaald acceptabele niveau.

Stazakken

Sta-zakken zijn een innovatieve verpakking en een snel groeiende trend. Veel verschillende voedselproducten worden tegenwoordig aangeboden in sta-zakken: soepen, sauzen, olijven, snacks, droge producten en vele anderen. Het Ceramis productbereik biedt een aantal geschikte folies voor deze verpakkingsstijl. Ze zijn toepasbaar voor zowel gesteriliseerde- als niet gesteriliseerde doeleinden. Geïnspireerd op de transparante hoge barrière voor gas en vocht, zijn er vele voedselproducenten in blik en glazen potten die vervangen zijn voor een met Ceramis folie gemaakte zak. Verwacht wordt dat deze trend zich in de komende jaren verder ontwikkeld.

Flowpacks

Flowpacking is een methode waarbij het voedselproduct aangevoerd wordt via een verticale- of horizontale loopband of buis. Simpel gezegd: Een flexibel laminaat wordt om het voedselproduct gevouwen en wordt gesealed. Op die manier vormt er zich een kussen-vormige verpakking. Vaak wordt er een extra hoeveelheid lucht of inactief beschermingsgas aan toegevoegd zodat het kussenvormige effect versterkt wordt, om de verpakking beter bestand te maken tegen mechanische impacts en zo het product binnenin beter beschermd is. Om gas uitwisseling te voorkomen is er een hoog barrière laminaat nodig. Ceramis-folies zijn daarvoor uitstekend toegerust.

Duurzaamheid: Ceramis PLA-film

Ceramis films worden geproduceerd in een hoog vacuüm proces. Het verdampingsmateriaal bestaat uit de natuurlijke componenten silicium en zand. Geen oplosmiddelen of chemicaliën, die voor het milieu nadelig zouden kunnen zijn. Verder beïnvloedt de SiOx coating de recyclebaarheid van de folie niet. Ook wordt het milieu minimaal belast tijdens de recycling, tenslotte is de SiOx coating vrij van chloride en andere ongewenste elementen.

Een uitgebreid marktonderzoek is uitgevoerd voor toepassing van de SiOx coating op folies gemaakt van hernieuwbare grondstoffen. Dankzij de verdere ontwikkeling van de coatingtechnologie, kunnen nu ook PLA (polylactic acid) films van een SiOx barrière laag voorzien worden. Het resultaat: een innovatieve, biologisch afbreekbare CERAMIS®-PLA film met een transparante hoge barrière. Het is een thermoplastisch polymeer gemaakt uit maïs. Dankzij Amcor Flexibels' siliciumoxide coatingtechnologie, zijn PLA films nu beschikbaar met een hoge barrière tegen zuurstof en waterdamp.De biologisch afbreekbare films hebben geen nadelige invloed op het milieu na gebruik omdat de verpakking volledig composteerbaar is.

CO2 voetafdruk

In vergelijking met de basisfolies is de CO2 voetafdruk van SiOx gecoate folies slechts een fractie hoger, omdat er een zeer goede barrière opgebracht is om de voedingsmiddelen goed te beschermen. SiOx gecoate folies vertonen een aanmerkelijk lagere CO2 voetafdruk dan vele andere barrièrematerialen die vele malen dikker zijn.

 

Nu in VM o.a. TPM reduceert uitval frisdrankverpakkingen Drukkerij De Vries Vouwkartonnage kiest voor investeren Nominaties Gouden Noot 2010 Blader door de nieuwe VM