Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Verpacken: Ausgabe 03/2015, 10.03.2015

Verbundmaterial schnell und zuverlässig aktivieren

Geht es um die Plasmaaktivierung von Verbundmaterialien für die Herstellung von Getränke- und Lebensmittelverpackungen, sind einerseits hohe Prozessgeschwindigkeiten gefordert. Andererseits besitzt eine durchgängige Prozessdokumentation hohe Priorität.

Autor: Doris Schulz, Journalistin

Die Verpackung flüssiger Nahrungsmittel wie beispielsweise Milch, Sahne, Säfte und Suppen erfolgt häufig in Getränkekartons. Sie bestehen aus einem mehrschichtigen Verbund, der je nach Art und Lagerdauer des zu verpackenden Lebensmittels aus Karton, Polyethylen und Aluminium hergestellt ist. Um wettbewerbsfähig zu sein, müssen Produzenten den komplexen Werkstoffverbund zu niedrigen Preisen herstellen. Dies erfolgt in Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit Bahnbreiten von häufig mehreren Metern und mit enormen Prozessgeschwindigkeiten. Für eine hohe Qualität des Laminats und um dessen Haltbarkeit an Schwachpunkten wie Ausgiessöffnungen und Siegelnähten zu gewährleisten, erfolgt im Herstellungsprozess eine Plasmaaktivierung/-Feinstreinigung der Schichten. Dabei kann das unter Atmosphärendruck arbeitende Plasmabrush-System PB3 von «relyon plasma» entscheidende Trümpfe ausspielen. Dazu zählt der modulare Aufbau des Systems mit Hochspannungsstromquelle, Plasmaerzeuger und -düse.

Leistungsstarke Hochspannungsquelle mit CAN-Bus-Schnittstelle.

Eine leistungsstarke Hochspannungsstromquelle versorgt den Plasmaerzeuger PB3 mit Energie. Sie ist mit moderner Halbleitertechnik ausgestattet. Diese verleiht dem System nicht nur hohe Effizienz, sondern reduziert auch die Abwärme. Eine zusätzliche Kühlung ist daher nicht erforderlich. Eingebettet ist die Technik in ein 19“-Standardgehäuse für die einfache Integration in einen handelsüblichen Schaltschrank.

Ein weiteres Plus ist die Ausstattung mit einer zeitgemässen CAN-Bus-Schnittstelle. Sie erlaubt die automa­tische Übermittlung und Erfassung aller relevanten Prozessdaten und damit eine problemlose Dokumentation. Eventuell im Prozess auftretende Probleme lassen sich dadurch nicht nur schneller erkennen, sondern auch deren Ursache einfacher feststellen.

Einfache Integration und variable Behandlungsbreite.

Der mechanisch und thermisch robuste Plasmaerzeuger kommt ebenfalls ohne zusätzliche aktive Kühlung aus. Durch seine kompakte Bauweise, bei der der Hersteller leichte und moderne Materialen einsetzt, erlaubt das Gerät die einfache Integration in bestehende und neue Produktionsanlagen. Einen Beitrag dazu leistet auch der Standardanschluss für die Gasversorgung – meist Druckluft. Die Behandlungsbreite kann durch den Einsatz mehreren Systeme in Reihen- oder Matrixanordnung mehrere Meter betragen. Die Behandlung von nur wenige Millimeter grossen Flächen ist ebenfalls realisierbar.

Hoher Durchsatz und optimale Prozesssicherheit.

Eine hochfrequente, gepulste Gleichspannung mit direkter Bogenentladung erzeugt das Plasma. Dabei bringt der Hersteller, im Vergleich zu einer Corona- oder dielektrischen Entladung, deutlich mehr Energie auf das Substrat und erzielt dadurch eine höhere Wirksamkeit. Daraus resultiert ein höherer Durchsatz. Gleichzeitig arbeitet der Plasmaerzeuger auch unter widrigen Bedingungen zuverlässig und wird durch Veränderungen in der Umgebung nicht beeinträchtigt, sodass der Aktivierungsprozess gleichmässig und prozesssicher abläuft.

Prozessanpassung durch unterschiedliche Düsen.

Um den Energiefluss beziehungsweise die Temperaturbelastung der Substratoberfläche an die jeweiligen Anforderungen anzupassen, bietet der Hersteller drei unterschiedliche Düsenvarianten an. Denn durch eine höhere Temperatur lässt sich die Prozess­geschwindigkeit und damit der Durchsatz häufig erhöhen. Die Düsen sind ausgelegt für Behandlungen mit kühleren, mittleren oder hohen Temperaturen. Eine «Feinjustierung» der Temperatur kann ausserdem durch die Steuerung der Hochspannungsquelle erfolgen: Über den CAN-Bus lässt sich die Leistung des Plasmas stufenlos beispielsweise zwischen 40 und 100 Prozent einstellen.

Hohe Systemverfügbarkeit durch lange Düsenstandzeiten.

Wie bei allen Plasmasystemen sind auch die Düsen des Plasmabrush Verschleissteile. Allerdings zeichnen sie sich durch überdurchschnittlich lange Wechselintervalle aus. Sie liegen, je nach Aktivierungsprozess, zwischen 500 und 1000 Betriebsstunden. Neben der langen Standzeit trägt auch der schnelle Wechsel zur optimierten Systemverfügbarkeit bei: Die Plasma­düsen sind frei zugänglich und lassen sich einfach mit einer Überwurfmutter an- beziehungsweise abschrauben.


Weitere Informationen:
relyon plasma GmbH
www.reinhausen-plasma.com



Rolle-zu-Rolle-Prozesse zur Aktivierung von Verbundmaterialien für Getränkeverpackungen kombiniert das System Plasmabrush enorme Prozessgeschwindigkeiten mit hoher Prozesssicherheit und Systemverfügbarkeit


Die leistungsstarke Hochspannungsstromquelle im 19“-Gehäuse ist mit moderner Technik und einer zeitgemässen, zuverlässigen CAN-Bus-Schnittstelle ausgestattet. Eine zusätzliche aktive Kühlung ist nicht erforderlich


Durch seine kompakte Bauweise erlaubt der thermisch und mechanisch robuste Plasmaerzeuger die einfache Integration in neue und bestehende Produktionsanlagen