Graphen-Beschichtung im Anmarsch: Der nächste Durchbruch bei der Barrierewirkung flexibler Verpackungsfolien

In den letzten Jahren fordern Markenhersteller unaufhörlich Plastikreduzierung und Monomaterialien. Sobald jedoch hohe Anforderungen an Feuchtigkeits-, Licht- und Sauerstoffbarrieren für Lebensmittel- oder Medizinverpackungen ins Spiel kommen, muss man meist zähneknirschend auf klassische Mehrschicht-Verbundfolien zurückgreifen

Das ist eine Sackgasse, der ich in der Praxis ständig begegne: Um den Inhalt zu schützen, müssen wir verschiedene Materialien wie PET, Alufolie und PE kaschieren, was das Recycling am Ende extrem erschwert

Ähnlich wie wir es bereits bei Toppan gesehen haben, die extrem komplexe Mehrschicht-Beschichtungstechnologien einsetzen mussten, um bei papierbasierten Verpackungen eine Lichtundurchlässigkeit von über 99 % zu erzielen

Ob heimkompostierbare Stretchfolien oder hochwertige Papierverpackungen – die Branche sucht händeringend nach der entscheidenden Lösung, die Schutzwirkung und Monomaterial-Strukturen optimal in Einklang bringt

Laut einem Bericht von Packaging Insights haben NanoXplore und Techmer PM kürzlich eine gemeinschaftlich entwickelte, graphenverstärkte Kunststofffolienbeschichtung auf den Markt gebracht

Dabei handelt es sich nicht um reine akademische Laborforschung, sondern um eine konkrete, bereits auf die Marktreife abzielende Lösung

・Wirkungsmechanismus: Durch das Einbringen von nanoskaligem Graphen in die Beschichtung wird die physikalische Struktur der Folie direkt verstärkt

・Entscheidender Durchbruch: Diese Technologie steigert die Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere um 30 % bis 50 %, ohne die Folienstärke zu erhöhen

・Anwendungspotenzial: Das bedeutet, dass flexible Lebensmittel- und Medizinverpackungen auf schwere, schwer recycelbare Mehrschicht-Verbundstrukturen verzichten und mit einer dünneren, verstärkten Monofolie die gleiche oder sogar eine bessere Schutzwirkung erzielen können

Die Markteinführung neuer Materialien betrifft in erster Linie die Bedruckbarkeit und die Verarbeitungsqualität in der Produktionslinie

Da weltweite Verpackungsverordnungen (wie EPR) und Anforderungen an die Klima-Offenlegung immer strenger werden, werden Markenhersteller unweigerlich großes Interesse an solchen ultraleichten Hochbarriere-Materialien zeigen

Angesichts dieser Revolution der Bedruckstoffe sollten sich Druckereien und Designer auf drei wesentliche Aspekte vorbereiten:

・Farbhaftungs- und Oberflächenspannungstests: Da die Graphen-Beschichtung die Oberflächeneigenschaften der Folie verändern kann, müssen Druckfarbenhersteller und Verarbeiter frühzeitig nach geeigneten Rezepturen suchen, um eine optimale Farbhaftung sicherzustellen

・Kaschier- und Weiterverarbeitungshaftung: Falls ein partielles Kaschieren oder Heißsiegeln erforderlich ist, müssen die Auswirkungen der neuen Beschichtung auf die Verbundhaftung analysiert und die Prozessparameter neu definiert werden

・Neukonzeption des Verpackungsdesigns: Bisherige Standards für Mehrschicht-Überdrucken und Verbundspezifikationen stehen vor dem Aus. Designer und Einkäufer müssen die Notwendigkeit bestimmter Materialkombinationen grundlegend hinterfragen

Die graphenverstärkte Beschichtung verbessert die Wasserdampf- und Sauerstoffbarriere um 30–50 %, ohne die Folienstärke zu erhöhen

Diese Technologie besitzt das Potenzial, herkömmliche Mehrschicht-Verbundfolien in Lebensmittel- und Medizinverpackungen direkt zu ersetzen

Druckereien in Taiwan müssen frühzeitig Stresstests bezüglich Farbhaftung und Weiterverarbeitungshaftung auf den neuen Substraten durchführen

Die Designlogik flexibler Verpackungen verlagert sich von mehrschichtigen Verbundstrukturen hin zu hocheffizienten Monomaterialien

Für das MINDS-Team und die mit uns kooperierenden kleinen und mittleren Druckereien ist diese Materialrevolution Fluch und Segen zugleich. Wenn Markenhersteller nach der Machbarkeit dieser neuen Materialien fragen, wird derjenige die margenstarken Aufträge für nachhaltige Verpackungen gewinnen, der die Bedruckbarkeit am schnellsten beherrscht und verlässliche Andruckdaten liefert. Wir empfehlen, die Testverfahren frühzeitig zu etablieren, anstatt zu warten, bis das Material auf der Maschine liegt und man feststellt, dass die Farbe nicht haftet

・Graphen-Beschichtungen kommen: Der nächste Durchbruch bei der Barrierewirkung flexibler Verpackungsfolien