Emballages alimentaires recyclables : contrôle de la qualité des nanorevêtements
Dans l'UE, plus de 300 milliards d'emballages ne sont pas recyclés chaque année parce qu'ils sont constitués d'un mélange de différents matériaux. En revanche, les emballages monomatériaux sont faciles à recycler. Cependant, ils doivent être recouverts de couches barrières ultrafines pour protéger les produits délicats tout aussi bien que les matériaux composés. Fraunhofer IPM développe un système de mesure optique permettant le contrôle en ligne de la qualité de ces couches barrières.
Fraunhofer IPM
Aujourd'hui, les emballages des produits délicats de la vie quotidienne sont généralement constitués de composés plastiques - un mélange de différents polymères. Ces emballages protègent les produits, tels que les aliments ou les produits pharmaceutiques, des influences environnementales, comme la diffusion d'oxygène, tout au long du processus de production et de consommation. Bien que les matériaux composés de polymères remplissent ces fonctions, ils ne peuvent pas être recyclés de manière économique. Compte tenu de l'énorme quantité d'emballages, le gouvernement allemand et l'UE ont récemment considérablement renforcé les règles relatives à la recyclabilité des emballages. Dans le cadre du projet de recherche RE-USE, quatre instituts Fraunhofer travaillent sur de nouvelles approches d'emballage qui ne reposent pas sur les composés de matériaux et peuvent donc être recyclés dans une bien plus large mesure.
Couche barrière ultra-mince sur un emballage monomatériau
Dans de nombreux cas, les revêtements ultra-minces, composés par exemple d'oxyde d'aluminium ou de dioxyde de silicium, peuvent également remplir la fonction de barrière des polymères. Les partenaires du projet développent un procédé visant à rendre possible l'application de revêtements aussi fins que 10 nanomètres qui agissent de manière fiable comme une barrière. Ces couches sont si fines - et la quantité de matériau secondaire appliquée à l'emballage lui-même est donc si faible - que l'emballage peut être facilement recyclé comme un monomatériau.
La réflectométrie infrarouge fournit des informations sur l'épaisseur et la composition des couches
De telles "super-barrières" ne peuvent être produites à l'échelle que si des mécanismes fiables de contrôle de la qualité sont en place. C'est pourquoi l'un des objectifs du projet de recherche, qui doit durer trois ans, est de mettre au point un système de mesure en ligne qui régule le processus de revêtement et assure ainsi un contrôle continu de la qualité. Le Fraunhofer IPM développera une solution permettant de vérifier minutieusement (et aussi de réguler) l'épaisseur et la composition de la couche barrière pendant le processus de fabrication. Cette technologie s'appuie sur les propriétés spectrales caractéristiques des différents revêtements dans le domaine de l'infrarouge. Le rayonnement infrarouge d'un laser à cascade quantique frappant la couche barrière à un angle rasant est capable de "voir" la couche, c'est-à-dire les signatures spectrales du revêtement et du substrat. Ces caractéristiques spectrales peuvent ensuite être interprétées pour donner des informations sur l'épaisseur et la composition chimique de la couche.
Dans le cadre d'un autre projet financé par le Land de Bade-Wurtemberg, l'équipe de recherche collabore avec PLASMA ELECTRONIC GmbH pour appliquer le processus optique infrarouge à la production en utilisant un réseau de capteurs individuels extrêmement compacts dans le cadre d'un processus industriel de revêtement au plasma pour les tasses. Cela permet un contrôle de qualité à 100 %.
Informations complémentaires
Le projet RE-USE (Recyclable Functional Packaging for the Food and Pharmaceutical Industry Based on Extremely-Thin Barrier Layers) est financé dans le cadre du programme PREPARE de la Fraunhofer-Gesellschaft.
Partenaires du projet
Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV
Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP
Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques IPM
Fraunhofer Institute for Electronic Nano Systems ENAS
Durée du projet
1er mai 2022 - 30 avril 2025
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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