Napařované bariérové povlaky SIG
(SIG plasma coating)

Při vývoji nových bariérových technologií se stále více zaměřují výrobci strojů a celých linek na plasmové technologie, které umožňují nanášení extrémně tenkých povlaků od 0.01 do 0.1 µm na stěny láhve. Průmysl však stále čeká na průlom v jejich zavádění, protože všechny až dosud používané postupy musí prokázat svoje slabůstky.

Vynikající vazební schopnost adhezní vrstvy

Kvalita bariérové vrstvy je vynikající. Díky speciální adhezní vrstvě, aplikované na počátku cyklu potažení, je dosaženo velmi dobré adheze bariérové vrstvy k vnitřní stěně láhve.
Aplikací pulsním plazmatem se dosahuje velmi homogenní aplikace SiOx bariérové vrstvy i v případě složité geometrie láhve. Výsledkem procesu je vynikající faktor zlepšení bariéry, ozn. jako BIF (barrier improvement factor) ve srovnání s nepotaženou lahví - v důsledku dobré adheze - po aplikaci zkušební zátěže na stěny láhve a výsledné expanse (t.j. dotvarování):

BIF O2 = 10 - 30
BIF CO2 = 4 - 7

Bariérová vrstva, podobná sklu, je bezbarvá a absolutně průhledná. V současnosti tedy již nic nebrání získání schválení od americké FDA ( t.zv. FDA approval). Láhve, potahované SiOx vrstvou mohou být recyklovány všemi používanými recyklačními technologiemi. Na základě současných znalostí nejsou u většiny procesů třeba žádné další kroky a recyklace je možná jak v případě sběrových mletých lahví - tzv. post consumer regrind (PCR), tak i u 100% průmyslové drtě (výrobních zmetků) - tzv. post industrial regrind (PIR).

Vyšší ochrana díky vnitřnímu povlaku

Vysvětlivky k obrázku (ve směru hodinových ručiček): mikrovlnný generátor; řízení procesu; dodávka plynu k prekurzoru; vstup plynu; výstup plynu; m-barová vakuová technologie; láhev; mikrovlnný zdroj.

Depozice povlaku probíhá kontinuálně na karuselovém stroji o vysokém výkonu a to podle konceptu, používaného na vyfukovacím stroji SIG Corpoplast BLOMAX.

Flexibilní konstrukce stroje

Partnerství mezi Schott HiCotec a SIG Corpoplast

Zajištění vysokého stupně flexibility při integraci systému do kompletní plnící linky umožňuje sama konstrukce stroje v zrcadlovém uspořádání. To znamená, že směr postupu výrobku linkou lze adaptovat na volný prostor v provozní hale. Prostorové požadavky samotného zařízení jsou velmi malé, díky malým vnějším rozměrům PICVD.

Vývoj nového depositního plasmového systému firmy SIG vychází na jedné straně ze zkušeností Schott HiCotec v oblasti komerčního PICVD potahování skleněných a farmaceutických lahví a na zkušenostech SIG Corpoplast v konstrukci stroje BLOMAX.

Prvá série strojů je konstruována pro výkony 10 000 lahví/hod. Z hlediska výkonu je lze tedy kombinovat s většinou plnících aseptických linek v přímém (inline) provozu.

S přihlédnutím k extrémně těsným tolerancím na proměnlivost provozních podmínek bylo dosaženo spolehlivé kontroly a tím i vysoké úrovně provozní bezpečnosti. To přispívá k vytváření stále stejné, homogenní vrstvy o konzistentní vysoké kvalitě, která již proto nevyžaduje po napaření vrstvy žádné dodatečné úpravy.

Vysoká čistota pomocí pulzního napařování 

PICVD metoda firmy Schott nabízí další výhody v oblasti procesního inženýrství. Použití procesu pulsního napařování chemických par - unikátní v případě plazmového napařování u PET lahví - přináší procesní flexibilitu, která v budoucnu umožní další specifické adaptace bariérových vrstev podle požadavků zákazníka.

Pulsní plazma umožňuje rovněž optimální transport použitých reakčních plynů, protože použité reakční plynné zplodiny mohou být odsáty a čerstvý procesní plyn může být přiveden během přestávky mezi pulsy. Vzniklá vrstva je proto charakteristická svojí vysokou homogenitou a chemickou čistotou.

Kromě toho celková tepelná zátěž PET láhve je výrazně nižší díky diskontinuelnímu hoření plazmatu.

Online monitorování kvality

Instalovaný monitorovací proces kontroluje a zajišťuje kvalitu výrobku. Byl převzaty principy trojstupňového a velmi přesného sledování procesu nanášení, které se osvědčily u farmaceutických lahví, a proto byly adaptovány na nový nanášecí stroj. Tento unikátní systém kontroly plasmového nanášení na PET nejenže monitoruje zapálení plazmatu a soulad s nastavenými parametry procesu, ale dovoluje i přímé a spolehlivé zjištění trhlinek v nádobě a nežádoucích odchylek v procesu.

Ku příkladu láhev, u které nedošlo ke vznícení plazmy, nebo kde nebylo dosaženo monitorovaných parametrů procesu, jsou strojem automaticky vyřazeny. Tím je zajištěna konstantně vysoká kvalita povlaku láhve.

Jednoduchá a účinná kontrola

Operátor snadno a přesně kontroluje chod zařízení díky nastaveným hodnotám v paměti stroje a  přizpůsobitelným vyhledávacím funkcím volby pro nápravu, včetně jasné vizualizace a použité dotykové screen technologie.

Zkušenosti firmy Schott HiCotec z jiných, již prodávaných aplikací PICVD technologie ukazují, že po stanovení nejlepších parametrů procesu pro určité specifické povlaky je možné udržet procesní sekvence konstantní. Nové plasmové napařovací zařízení lze použít ve třísměnném provozu a spolehlivě provozovat řádně zaškoleným personálem.

Kromě toho zaručuje dobrá přístupnost všech částí velmi krátké lhůty na údržbu. 

Extrémně nízké náklady

Nová plasmová napařovací SIG souprava poskytuje trhu lahví se zlepšenými bariérovými vlastnosti extrémní možnosti oproti konkurenčním technologiím. Náklady na láhev budou nižší než u existujících procesů. Podle současných znalostí se předpokládá, že náklady budou činit zhruba 12- 15 € na 1 000 lahví a tím budou až o 20 % nižší než výrobní náklady standardních (nepotahovaných) PET lahví. Tyto nízké náklady jsou výsledkem nízkých nákladů na materiál a spolehlivosti vysoce výkonného stroje.

První plasmová napařovací aparatura firmy SIG Corpoplast PLASMAX bude již počátkem 2003 instalována pro testování v plném provozu u zákazníka. Běžně bude v prodeji v polovině roku 2003. Nové zařízení SIG Corpoplast otevře nové možnosti pro použití PERT lahví pro sensitivní nápoje a to zase naopak napomůže prodloužit skladovatelnost malých lahví.

Kontakt: