Anwendung der Nanotechnologie in Materialien für den Lebensmittelkontakt

Ähnliche Dokumente
Einsatzmöglichkeiten für Nanotechnologie - Chancen für Industrie und Verbraucher? Horst-Christian Langowski, Freising-Weihenstephan

Nanomaterialien in Lebensmittelverpackungen: Anwendungsbereiche und Chancen

Nanomaterialien in Verpackungen Potential und Risiken?

Anforderungen, Trends und Chancen beim Verpacken von Lebensmitteln

*EP A2* EP A2 (19) (11) EP A2 (12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG. (43) Veröffentlichungstag: Patentblatt 2001/37

Permeationsmessungen zur Prüfung der Funktionalität von Barriereschichten

Chancen und Risiken der Nanotechnologie

Nanomaterialien in Lebensmittelverpackungen

Häufig verwendete Folien zum Drucken und Kaschieren

Triple Bubble -Technologie Prozess und Produkte

IPP-Fachtagung Materialauswahl und Ressourceneffizienz , Hamburg

LUMOS: Mikroskopie leicht gemacht

Wichtige Folienklassen und ihre Eigenschaften Teil I

Presseinformation Cavonic GmbH vom 11. November 2014

Flexo Tief Druck. E Jahrgang Mai Internationale technische Fachzeitschrift für Flexo- und Verpackungs-Tiefdruck

Kunststoff-Folien. Joachim Nentwig. Herstellung - Eigenschaften - Anwendung ISBN Inhaltsverzeichnis

Funktionale Lacke und Beschichtungen durch Verwendung Nanopartikel-enthaltender Additive. Dr. Michael Berkei, Leiter Nanotechnologie, BYK

Masterbatche. Thermoplaste. Beratung

1) S56I : einseitig Corona-behandelte Folie (Innenseite gewickelt) 2) S56O : einseitig Corona-behandelte Folie (Außenseite gewickelt)

Klein aber oho. Quelle/Publication: Farbe und Lack Ausgabe/Issue: 10/2010 Seite/Page: 1

(100%ige Tochtergesellschaft der Cetelon Lackfabrik)

BIOFOLIEN BIOMATERIALIEN TRENDS. Jan SWITTEN 2014

Moderne Oberflächentechnologie im Jahr 1900

Ein Plus an Flexibilität mit dem neuen 11-Schicht-Konzept

Ein Überblick über häufig verwendete Synthetikfolien zum Drucken und Kaschieren

Auf einen Blick Unsere flexiblen Verpackungslösungen für Ihre Lebensmittel

Innovative Papierverbunde

Attraktiver Schutz für Lebensmittel. Chlorfreie, wasserbasierte Barriere

Nanotechnologie im Faserverbundleichtbau

Entwicklung des Verpackungsverbrauchs flexibler Kunststoffe nach Branchen

Zuschnitt von technischen Textilien mittels Plasma

THERMISCHE REINIGUNG VON METALLTEILEN UND WERKZEUGEN

Wunderkorn. Auswahl der optimalen Verpackung für Amaranth-Mehl

Technische Möglichkeiten der Extrusion am IKTR

MehrWerte. Labor Services

Die gute Kapsel für 1000 Aromen

MAXITHEN SCR. zur Verbesserung der Kratzfestigkeit von. Polypropylen-Produkten

Biokunststoffe Überblick und aktuelle Trends in der Biokunststoffwelt

Steuerung der Barriereeigenschaften von PLA

Anwendung numerischer Simulationen bei der Entwicklung von Hochbarrierefolien

Lacke mit System. WEILBURGER Graphics GmbH Lacke mit System Oktober 2011 Seite 2

Rechtliche Rahmenbedingungen für den Einsatz von Nanostoffen in FCM

Grundlagen der Stofftransporte Migration. Prof. Horst-Christian Langowski TU München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan

Farbmittel und Additive für den Einsatz in Kunststoffen. - Entwicklungen und Trends -

Nanotechnologie in biaxial verstreckten Polypropylenfolien (BOPP) Anwendungen und Entwicklungstrends

VIP - Stand der Technik

Vortrag Benedikt Kauertz im Rahmen des Dialogforums Kreislaufwirtschaft von NABU und Duales System Deutschland am

Polymerwerkstoffe Was sollen Sie mitnehmen?

Aus der Natur in den Alltag Anwendungen und Potentiale für Biokunststoffe

Funktionelle Füllstoffe in Thermoplaste und deren Möglichkeiten

Auf Nummer sicher gehen. Referentenprofil. Dr. Jürgen Stropp. Leitung Labor. WEILBURGER Graphics GmbH Am Rosenbühl Gerhardshofen

Spinnvliesstoffe mit photochromen Eigenschaften

Schneller zum Ergebnis

Barriereverbundfolien superclear und nice

PERLALUX und PERLAZID

Upcycling von Polypropylen. Florian Kamleitner

Holzfasergefüllte Compounds: vielseitige Anwendungen

Ziele: Optische und mechanische Analyse gedehnter Fasern und Vliesstoffe zur Modellierung des Zugverhaltens

Hochtemperaturbeständige Verbundfolien

Zusammenfassung IGF-Vorhaben-Nr.: BG. Verarbeitung und Eigenschaften von graphengefüllten Thermoplasten

LUVOBATCH Folienadditive. für klare Vorteile in der Folienproduktion

Beschichtungen mit Polyparylen durch (plasmaunterstützte) Dampfabscheidung

Laminattuben in Perfektion Kosmetikprodukte erstklassig verpackt.

Glassflake Barriere-Pigmentee

2/4 Neues Brandschutzprodukt

Schadstoffe aus Lebensmittelverpackungen im Überwachungsalltag

Inhaltsverzeichnis. Inhaltsverzeichnis

Nanotechnologie eine Herausforderung für ein Landesuntersuchungsamt

FARBKONZENTRATE FÜR KUNSTSTOFFE

AF-Complex TM Kunststoffe unbeschwert schäumen

Kunststofffreie / Plastikfreie Konsumgüter Güte- und Begriffsbestimmungen

Freshline -Lösungen für die Lebensmittelindustrie: Verpacken unter Schutzgasatmosphäre (Modified Atmosphere Packaging MAP)

"Perspektiven der Nanotechnologie für verpackte Lebensmittel"

nano meets water II NANO X GmbH Anwendungsmöglichkeiten von Beschichtungen auf Basis der chemischen Nanotechnologie

Vom Rohstoff zum zertifizierten Werkstoff

Gesetzliche Grundlagen, aktuelle und zukünftige Regelungen

Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken

Entsorgung von Nanoabfällen

Uni Konstanz - Kristallinität als Schlüsselfunktion

Advanced Compounding Rudolstadt GmbH

CamPET von Doganay mit Plasmax SiO x Beschichtung

Förderung, Dosierung. Förderung, Dosierung. CS / 13 4 *** *** PP PVC PE/ 1 / 1 Lebensmittelzulassung EU + USA. Förderung, Dosierung

Solarenergie: Ein wachsender Markt für PLEXIGLAS. Dr. Thomas Rhein 8. September 2011 in Berlin

NABENHAUER FOLIEN FÜR DIE INDUSTRIE

Nachhaltige Innovation von Nanoprodukten

Mikroporöse Hochleistungsdämmstoffe

Vom Molekül zum Material. Thema heute: Nanostrukturierte Materialien

Perfluorverbindungen in Lebensmittelbedarfsgegenständen

A. Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben LENA - Lebensmittelsicherheit und Nanotechnologie

Funktionelle Barriere von Kunststoffen

FLEXIBLE PV-SYSTEME. ISOVOLTAIC AG FLISOM AG RENOLIT Belgium N.V. AIT Austrian Institute of Technology Isosport GmbH

EXTRUSION ENERGIZED BY

Die Alterung von Thermoplasten

Aspekte der Energieeffizienz beim Einsatz von Nanotechnologien

Polymer & Metallbeschichtung

Der Weg zur nachhaltigen Verpackung

Antimikrobielle Aktivität von Nanosilber in Verpackungsmaterialien

Transkript:

Anwendung der Nanotechnologie in Materialien für den Lebensmittelkontakt Horst-Christian Langowski, Freising-Weihenstephan Funktion nanotechnologischer Bestandteile im Lebensmittelkontakt Herstellungstechnik und Einsatzformen unterschiedliche Formen des Lebensmittelkontakts zukünftige Anwendungen Schlussfolgerungen

Funktionen Wichtigste Funktionsverbesserung durch nanotechnologische Verfahren im Verpackungsbereich: Barriereeigenschaften gegenüber Sauerstoff Barriereeigenschaften gegenüber CO 2, H 2 O, Aromastoffen Weitere Effekte Verpackung: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften Veränderung der thermischen Eigenschaften (Lichtschutz im UV-Bereich) (antimikrobielle Wirkungen) Anwendungen direkt in der Lebensmittelverarbeitung: Nicht bekannt

Funktionen: Barriere erforderliche Packstoff- Funktionalitäten für empfindliche Lebensmittel und pharmazeutische Produkte Sauerstoffdurchlässigkeit / cm³(stp) / m² d bar 1000 100 10 1 0,1 0,01 Spezial-, Infusions-, Säuglingsnahrung Bezugstemperatur: 23 C Tabletten (Blister) Speiseöl Instantkaffee Vakuum-Kaffee Ketchup, Saucen Nüsse, Snacks H-Milch Vakuum-Kaffee Bier 0,01 0,1 1 10 100 Wasserdampfdurchlässigkeit / g / m² d bei 85 % 0 % r.f.

Wasserdampfund Sauerstoffdurchlässigkeiten bei 23 C und 100 µm Folienstärke für Massenkunststoffe (rot, magenta) und spezielle Verpackungskunststoffe Sauerstoffdurchlässigkeit / cm 3 / m 2 d bar Funktionen: Barriere 10000 PE-LD 1000 PE-HD PS PP PVC-P PC BOPP COC PLA 100 PVC-U 10 PET PA 6 PAN PEN 1 PVDC EVOH, 44% Cellulose 0,1 EVOH, 38% EVOH, 32% (LCP) EVOH, 27% 0,01 0,01 0,1 1 10 100 1000 Wasserdampfdurchlässigkeit / g / m 2 d bei 23 C, 85% r.f.

verarbeitet thermoplastische Kunststoffe zu Einschicht- oder Mehrschicht-Systemen, als flexible Folien, Folien zum Tiefziehen, Vorformlinge (preforms) oder komplette Behälter entweder als rein polymere Barrierepackstoffe (Stand der Technik: bis 9 Schichten) oder als Halbzeuge für die weitere Verarbeitung Herstellungstechnik: Extrusion / Coextrusion, Spritzguss Extrusionsrichtung Extruder B Extruder C Extruder A

Beispiel für konventionelle polymere Mehrschicht-Folie obere Grenze des Folienverbunds PP: Wasserdampfbarriere PA 6: Sauerstoffbarriere, Durchstoßfestigkeit zentrale Barriereschicht (EVOH) PA 6: Sauerstoffbarriere, Durchstoßfestigkeit PE: Kontaktschicht, Siegeln, Wasserdampfbarriere untere Grenze des Folienverbunds Barrierefolien: Kontaktschicht zum Lebensmittel = Siegelschicht

Verarbeitungsverfahren: Streckblasen Streckblasen von PET- Flaschen. Quelle: Krones AG, Neutraubling

Beispiel: Einbau von Polyamid-Nanocompositen und Sauerstoff-Absorbern in eine Behälterstruktur Umgebungsatmosphäre Füllgut Quelle: Maul, P.: Barrier Enhancement Using Additives. In: Fillers, Pigments and Additives for Plastics in Packaging Applications. Pira International Conference Brüssel, Dezember 2005

Nanotechnologie auf Folien: Metallisierung mit Al Hochvakuumbereich Wickelwalzen Al-Drahtvorschub Vorvakuumbereich optische Schichtdickenkontrolle Kühlwalze Verdampferschiffchen, mit Leistungsregelung Quelle: Applied Films, Alzenau

Folienverbunde mit anorganischen Barrierematerialien Cryo-Querbruchpräparationen, aufgenommen im hochauflösenden REM ----------- 300 nm Al-Schicht, ca. 50 nm SiO x -Schicht, ca. 60 nm

Rissbildung in dünnen Schichten Risse in einer aufgedampften Schicht aus SiO x, hervorgerufen durch starke Dehnungsbeanspruchung ----- 100 nm

Beschichtung von Behältern EP 0 861 197 A2 (Applied Films)

Packmittel und Lebensmittelkontakt Packmittel nanoskalige Funktionselemente / Verarbeitung Funktion Kontakt mit Lebensmittel Wahrscheinlichkeit für den Übergang von Partikeln / Größe Behälter Schichtsilikatpartikel (Montmorillonit, ) in Polyamid-Matrix, Coextrusion Barriere indirekt, über Zwischenschicht niedrig / einige nm x einige µm dünne anorganische Barriereschichten (a-si-o-c-h, a-c-h), innen durch PECVD aufgetragen direkt niedrig bis hoch, abhängig von Schichthaftung und Füllgut / 10 40 nm / x einige µm

Packmittel und Lebensmittelkontakt Kontakt mit Lebensmittel Packmittel nanoskalige Funktionselemente / Verarbeitung Funktion Wahrscheinlichkeit für den Übergang von Partikeln / Größe Verbundfolie Schichtsilikatpartikel in polymerer Matrix, Coextrusion s.o., Extrusion und Kaschieren Barriere indirekt, über Zwischenschicht niedrig / einige nm x einige µm sehr niedrig / s.o., Lackieren und Kaschieren einige nm x einige µm / dünne Schichten (PVD: Al, AlO x, SiO x ), Kaschieren 30 80 nm x einige µm

Mögliche zukünftige Anwendungsformen, relevant für den Lebensmittelkontakt Kohlenstoff-Nanoröhren, thermoplastisch in Polyester- Matrix eingearbeitet für verbesserte IR-Absorption und Wärmeleitung (Verkürzung der Zykluszeiten beim Streckblasen) Nanopartikel (z.b. Ag) für antimikrobielle Ausrüstung von Kunststoffoberflächen (Einarbeitung in Lacke und thermoplastische Kunststoffe) Nanopartikel (Schichtsilikate) für Sorption von Wasserdampf (Einarbeitung in Lacke und thermoplastische Kunststoffe)

Schlussfolgerungen und Prioritäten Der Einsatz von Packstoffen mit nanoskaligen Funktionselementen ist schon lange Realität. Die Freisetzung von Partikeln aus dünnen Schichten und polymeren Matrices und das Vorkommen von Partikeln in Lebensmitteln und Simulanzien wurde kaum untersucht. Die Wissensbasis muss in den folgenden Gebieten deutlich vergrößert werden:

Schlussfolgerungen und Prioritäten i. Nachweis von praxisrelevanten Nanopartikeln in unterschiedlichen Lebensmittel-Matrices ii. Mechanismen der Delamination und Freisetzung von Partikeln bei dünnen anorganischen Barriereschichten iii. Bindung und Freisetzung bei praxisrelevanten Nanopartikeln in polymeren Matrices iv. Durchdringen von Partikeln durch Polymerschmelzen