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Produktion
Hervorragende Antihaft-Eigenschaften
Wer kennt Sie nicht, Hinweise wie «Spuren von Nüssen» auf Verpackungen. Mit speziellen, sehr dünnen Beschichtungen des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC könnte dieses Problem bald Geschichte werden. Die Beschichtungen zeigen hervorragende Antihaft-Eigenschaften und könnten problemlos in Produktionsanlagen eingesetzt werden.
Walther Glaubitt*
Lebensmittel und ihre Inhaltsstoffe werden kritisch betrachtet, was unter anderem den immer häufiger auftretenden Unverträglichkeiten geschuldet ist. Warnhinweise auf enthaltene Allergene wie «Kann Spuren von Nüssen enthalten» finden sich auf vielen Lebensmittelverpackungen. Denn selbst strengste Produktionsbedingungen können nicht ausschliessen, dass kleinste Mengen von Nüssen, Eier, Soja oder Milch in ein Lebensmittel gelangen. Das Fraunhofer ISC könnte mit seinen Antihaft-Lacken für Produktionsanlagen nun eine langfristige, alternative Lösung zu üblichen Verfahren bieten.
unbehandelten, rechten Seite bleibt der Staub auf dem Glas haften. Fotonachweis: K. Selsam-Geissler/Fraunhofer ISC
Forschung seit längerer Zeit
Bereits seit längerer Zeit forscht das Institut an funktionellen Beschichtungen für unterschiedlichste Anwendungen, darunter auch Antistaubschichten. Entwickelt und erfolgreich eingesetzt werden solche Schichten beispielsweise auf Schutzverglasungen der Kölner Domfenster. Die spezielle Beschichtung sorgt dafür, dass sich kaum Staub ansetzt, und macht somit eine aufwendige Reinigung unnötig. Die ersten Domfenster wurden bereits vor 15 Jahren mit dem besonderen Schutz ausgestattet, der immer noch seine volle Wirkung zeigt. In den letzten eineinhalb Jahren testete das Fraunhofer ISC die Schutzschicht an sechs verschiedenen Standorten in Wüstenregionen, wo sie auch Sandstürmen standhalten muss und aufgrund der Wasserknappheit das Glas nicht mit Wasser gereinigt werden kann.
Versuche laufen erfolgreich
Seit gut einem halben Jahr prüft das Team von Walther Glaubitt am Fraunhofer ISC, ob sich die Beschichtung auch für andere Stäube eignet. Erste Versuche mit Materialien von Druckfarben- und Lebensmittelherstellern laufen bereits erfolgreich. Der nasschemische Lack besteht aus nichtmetallischen, anorganischen Materialien, die durch ihre besondere Strukturierung die Anhaftung von Partikeln beziehungsweise Prozessstäuben an Oberflächen reduzieren – ähnlich dem bekannten Lotuseffekt. Der Lack ist temperaturbeständig, lebensmittelecht, frei von fluorhaltigem Kohlenwasserstoff und zeigt eine dauerhafte Haltbarkeit und Funktionalität. Durch Tauchen oder Sprühen kann die Schicht auf einzelne Anlagenteile aus Glas, Keramik oder Metall aufgetragen und thermisch ausgehärtet werden. Auch bestimmte Kunststoffe lassen sich mit speziellen Lackzusammensetzungen beschichten. Auch neue Prozessanlagen lassen sich vor der Montage unter geringem Materialaufwand kostengünstig ausstatten. Da die Beschichtung deutlich weniger als 1 μm dünn ist, bleiben Oberflächen – beispielsweise von Rohren oder Transportbändern – nahezu unverändert.
Antihaft-Lack beschichtet. Fotonachweis: Fraunhofer ISC
Anwendung in Abfüllanlagen
Mit den Antihaftschichten des Fraunhofer ISC könnten die Oberflächen von besonders betroffenen Bauteilen ausgerüstet werden, um zu verhindern, dass sich Partikel festsetzen und nur durch teure Reinigung beseitigt werden können. Für die Lebensmittelindustrie heisst das, dass Spuren von Allergenen in Nahrungsmitteln deutlich reduziert oder sogar ganz verschwunden sein könnten. In der Pharmazie könnte eine Schutzschicht in Industrieanlagen teure Wirkstoffe einsparen, die dann nicht mehr in der Anlage, sondern genau dort landen, wo sie gebraucht werden – im Medikament respektive der Verpackung. Ähnliche Vorteile hätten Hersteller von Farbpulvern und Tonern, die auch beim Wechsel von Produktchargen die Farbechtheit garantieren müssen. Auch eine Anwendung in Abfüllanlagen und Lagercontainern ist denkbar. Anlagenbauern, Abfüllern und Herstellern bietet das Fraunhofer ISC in Kooperation die Möglichkeit, geeignete Lösungen für ihre Anwendungen zu erarbeiten, kundenspezifische Tests durchzuführen sowie sie beim Transfer in die eigenen Produktionsprozesse zu unterstützen.
* Leiter Sol-Gel-Werkstoffe und -Produkte des Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Lebensmittel-Industrie Ausgabe 1/2 Februar 2017
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