Innovative funktionale Innenbeschichtung von Chemikalienbehältern mittels Plasmaverfahren
In vielen technologischen Bereichen spielt die Ressourcen- und Energieeffizienz eine zunehmend wichtige Rolle. Die Optimierung der Ressourcennutzung und des Energiebedarfs hat grosse Auswirkungen auf Produktionsverfahren, die neben dem bisherigen Hauptmerkmal Kosteneffizienz verstärkt Umweltaspekte berücksichtigen müssen. Dies erstreckt sich nicht nur auf die Produktion an sich, sondern im Weiteren auch auf die Produkteigenschaften wie Haltbarkeit und, im Falle von Lagerungsbehältnissen, die Standzeit und Entleerbarkeit des Füllgutes.
Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (FhIGB) hat sich in diesem Projekt mit mehreren Industriepartnern zusammengeschlossen, um neue funktionale Beschichtungen mittels der Plasmatechnologie für Pharma- und Chemikalienbehälter zu entwickeln. Durch dieVerwendung dieser Technologie sollen Energie, Rohstoffe, Arbeits- und Hilfsmittel in der Produktion eingespart werden (Ressourceneffizienz in der Produktion). Durch die Verlängerung der Standzeit der Behältnisse und bessere Entleerbarkeit ergibt sich eine weitere Ressourceneinsparung sowohl im Bezug auf die Behälterproduktion als auch der rückstandslosen Verwendung des Füllguts selbst. Die Vorteile und Wirkungsweisen der avisierten Schichtsysteme sind im Folgenden kurz aufgeführt.
- Lebensdauer/Standzeit eines Behälters, Konservierung des Füllgutes, Lagerung: Durch die Optimierung der Oberflächeneigenschaften der Behälter lassen sich grosse Mengen an Produktionsmaterial und über bessere Konservierung auch empfindliches Füllgut einsparen. Auch können die Lagerungsbedingungen vereinfacht werden wodurch weitere Kosten gespart werden. Der Schutz des Füllgutes vor z.B. Weichmachern spielt besonders im Pharmabereich eine wichtige Rolle.
- Effizienter, ressourcenschonender Umgang mit dem Füllgut, Behälterentleerbarkeit: Die Verfahren zur Optimierung der Entleerbarkeit der Füllgüter aus den Behältern bergen ebenfalls ein grosses Einsparpotential, insbesondere, wenn es sich um hochviskose Füllgüter wie zum Beispiel Schmierstoffe, Lacke, hochviskose Körperpflegemittel, Reinigungs- und Waschmittel handelt. Das Zurückbleiben von Füllgütern in den Behältern ist sowohl aus Kostengründen wie auch hinsichtlich des Umweltschutzes und der Entsorgung nicht erwünscht.
Die physikalisch-chemischen Zielstellungen, die es für die Lösung der Probleme bedarf, sind also:
- Minimierung der Diffusion und Permeation von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten durch Schichtsysteme
- Einstellung der Be- und Entnetzung von Oberflächen in Kombination mit einer Anpassung der Oberflächenchemie -> Verbessertes Ablaufverhalten von Füllgütern
- Optimierung der mechanischen Stabilität der o.g. Schichten unter Deformation bei Befüll- und Entleerungsvorgängen.