На протяжении десятилетий сохранение чувствительных напитков, таких как фруктовые соки, молочные продукты и жидкие фармацевтические препараты, в значительной степени зависело от ламината из алюминиевой фольги в структуре упаковки. Этот тонкий металлический слой обеспечивает абсолютный барьер против кислорода, влаги и света, гарантируя, что продукт внутри останется свежим и стерильным в течение нескольких месяцев. Однако индустрия переработки уже давно борется с этими конструкциями из нескольких-материалов. Отделение алюминиевой фольги от слоев пластика и бумаги в асептических картонных коробках – энергоемкий и зачастую неэффективный процесс. В связи с этим мировая упаковочная индустрия активно ищет высокоэффективные барьерные покрытия, которые смогут заменить алюминий и позволят создавать полностью перерабатываемые конструкции из моно-материалов.
Основное внимание в текущих исследованиях и разработках уделяется прозрачным неорганическим барьерным покрытиям, таким как оксид кремния (SiOx) или алмаз-подобный углерод (DLC). Эти покрытия обычно наносятся на внутреннюю поверхность вкладышей полипропиленовых (ПП) крышек или непосредственно на картонные материалы с помощью передовых методов, таких как плазменное -улучшенное химическое осаждение из паровой фазы (PECVD). В результате этого процесса создается аморфный,-подобный стеклу слой, невероятно тонкий, но при этом очень непроницаемый для газов. Эти неорганические покрытия обеспечивают скорость пропускания кислорода, сравнимую с алюминиевой фольгой, но без недостатков переработки. Значительным дополнительным преимуществом является их прозрачность; в отличие от непрозрачного алюминия, эти «прозрачные барьеры» обеспечивают видимость продукта, что может стать мощным маркетинговым инструментом для напитков премиум-класса.
Еще одно многообещающее направление связано с развитием органических барьерных покрытий. Инновации в области дисперсий поливинилового спирта (PVOH) и этиленвинилового спирта (EVOH) позволяют производителям наносить покрытия на водной-основе, которые обеспечивают превосходную устойчивость к кислороду и ароматам. Задача заключается в сохранении этих барьерных свойств в условиях высокой-влажности, поскольку некоторые органические покрытия могут потерять эффективность при намокании. Чтобы бороться с этим, ученые-материаловеды разрабатывают гибридные органические-неорганические системы (нанокомпозиты), сочетающие гибкость полимеров с непроницаемостью неорганических пластинок. Успешная замена алюминиевых ламинатов этими современными покрытиями является «Святым Граалем» экологически чистой упаковки, поскольку это позволит картонным коробкам для напитков и их крышкам попадать в стандартные потоки переработки пластика без ущерба для срока годности содержимого.
