Плазменное нанесение барьерного слоя на упаковку, пригодную для рециклинга
В апреле 2021 года Монтгомери Яриц и Бенедикт Хойер основали стартап IonKraft, разработки которого должны найти применение в производстве промышленных установок, использующих технологию плазменного напыления покрытий. С помощью этого метода предприятие намерено создать промышленную пластиковую упаковку с барьерным слоем, пригодную к вторичной переработке, при этом она должна прийти на смену упаковке, производимой из нескольких видов материалов. Данное решение основано на результатах научно-исследовательских работ группы института IKV, фокусирующейся на технологиях плазменного нанесения барьерных и антикоррозионных защитных слоев.
Производственные технологии для напыления покрытий
Главная задача предприятия — разработка и производство реактора, который наносит на пластмассовую упаковку покрытие, обеспечивающее ей химически стойкие барьерные свойства. Для внесения требуемых изменений в производственный процесс на заводе, выпускающем упаковку, проводится аудит, на основании которого в производственный процесс вносятся изменения, основанные на выводах, содержащихся в научно-исследовательских работах института IKV. Так IonKraft может гарантировать, что для каждого конкретного вида упаковки будут подобраны оптимальные функциональные характеристики слоев. Тесное сотрудничество IonKraft с IKV и Рейнско-Вестфальским техническим университетом RWTH в Ахене продолжается и после основания стартапа. Фирме IonKraft разрешено пользоваться измерительной техникой, лабораториями и установками института IKV и сейчас, и в долгосрочной перспективе. Кроме того, еще до открытия фирмы ее деятельность была одобрена независимыми экспертами и получила финансовую поддержку в рамках программы EXIST Федерального министерства экономики Германии.
Плазменное нанесение открывает широкие возможности
Созданные с помощью нового реактора «плазменные» слои создают прочный барьер, например для растворителей. Первая модель реактора позволит наносить покрытие на упаковку объемом до 20 литров. Это решение соответствует, к примеру, требованиям, предъявляемым к аграрной упаковке для удобрений или средств защиты растений. Преимущество полученных посредством плазменной технологии слоев состоит в том, что их можно нанести в виде тончайшего покрытия на мономатериал, не ухудшая пригодность упаковки к вторичной переработке. Этот подход будет оптимальным для многих сфер и различных целей, в том числе в пищевой отрасли, где плазменная технология нанесения покрытий уже получила разрешение на использование. Такое покрытие предотвращает окисление фасованного продукта, защищая его от проникновения кислорода. Созданный IonKraft плазменный реактор позволяет наносить покрытие как на внутреннюю, так и на внешнюю сторону емкости. Покрытие с обеих сторон может служить, например, защитой от неприятных запахов, выделяемых рециклятами пластмасс. Если благодаря плазменному покрытию возможно создание барьера для запахов, то в принципе сферу применения рециклятов в упаковке можно расширить и замкнуть круговорот пластиков еще в одном секторе.
Интервью с основателями IonKraft
Монтгомери Яриц и Бенедикт Хойер, основатели стартапа IonKraft, ответили на несколько вопросов журнала «Экструзия».
— Монтгомери, что мотивировало вас создать технологию плазменного напыления защитных слов на пластиковую упаковку, которую можно перерабатывать вторично?
— Плазменной технологией нанесения покрытий я начал заниматься еще в студенческие годы, когда учился и одновременно работал помощником в институте IKV. С тех пор прошло уже более 10 лет. Преимущества барьерного слоя тогда еще совершенно не были изучены. С тех пор я не только наблюдал все стадии разработки изнутри, во время проведения научно-исследовательских работ, но и сам принимал активное участие в их модернизации, например там, где это касалось специальных исследований TR 87. Поэтому я знаю, что данная технология
совершила настоящий скачок в развитии и может чрезвычайно разносторонне использоваться в промышленности. Плазменная технология достигла такой степени готовности, что с ее помощью уже можно решать серьезные задачи. Единственное, чего нам не хватает, – это переноса разработанных процессов в условия реального производства. Фирма IonKraft берет это в свои руки. Мы внедрим наши плазменные технологии, чтобы получить упаковку из пластмассы, которая будет очень легкой, твердой, как стекло, абсолютно устойчивой к воздействию химикатов и при этом пригодной к вторичной переработке. Тем самым мы сможем принять на себя ответственность за решение одной конкретной проблемы нашего общества. Это меня мотивирует.
— Бенедикт, удачное ли вы выбрали время для основания предприятия?
 |
— Я убежден в том, что мы предлагаем отличную идею в самый подходящий для этого момент. Сегодня проблема рециклинга пластмасс актуальна, как никогда. И у предприятий, выпускающих упаковку, есть сильный внешний стимул искать альтернативные решения, позволяющие использовать их продукцию вторично. При этом защита фасованного продукта с помощью барьера представляет собой трудную задачу. И вот тут-то появляемся мы с нашей технологией нанесения покрытия.
— Монтгомери, предприятие получает финансовую поддержку в рамках программы EXIST. В чем конкретно состоит цель данного финансирования и что вы должны предоставить взамен?
— В конце первого этапа финансирования должен появиться прототип нашего инновационного реактора, с помощью которого можно наносить плазменное покрытие с барьерной функцией на емкости большого объема из мономатериала — ПЭ или ПЭТ. На уровне лабораторных опытов все требования к промышленному производству современной упаковки соблюдены, обеспечена надежность производственного процесса. Далее нам необходимо организовать стратегическое партнерство с предприятием машиностроения, который позволит нам вывести наш продукт на промышленный уровень.
— Бенедикт, кто еще оказал вам поддержку?
— Наряду с финансовой помощью программа EXIST открывает нам доступ к инфраструктуре Рейнско-Вестфальского технического университета RWTH. Без поддержки RWTH и IKV реализовать проект было бы невозможно, поскольку для разработок нам постоянно требуется доступ к измерительной технике, лабораториям и установкам. Мы не смогли бы себе этого позволить без поддержки на всех уровнях. Кроме того, еще до получения согласия на финансирование от Федерального министерства экономики Германии на этапе представления проекта мы уже пользовались ноу-хау института IKV и поддержкой RWTH Innovation GmbH.
— Бенедикт, как конкретно выглядит бизнес-модель фирмы IonKraft? Как вы планируете зарабатывать, когда завершится внешнее финансирование?
— Ключевым направлением нашей деятельности является разработка и производство реактора. Затем мы собираемся про- давать готовые реакторы в сотрудничестве со стратегическим партнером, которого мы еще должны найти. Главным образом партнер должен быть ответственным за производство и средства автоматизации. Эти аспекты не относятся к нашей прямой специализации, и мы в IonKraft не хотели бы концентрироваться на них дополнительно. В рамках бизнес-модели мы будем также предоставлять заказчикам наше ноу-хау. Для конечного потребителя мы, например, будем осуществлять сервисное обслуживание, касающееся нашей технологии производства. Сюда включается, помимо прочего, подготовка процессов, так как различная геометрия упаковки в обязательном порядке требует внесения соответствующих изменений. Данные услуги мы считаем частью нашей бизнес-модели.
— Монтгомери, как будет проходить необходимая адаптация процессов?
— Мы можем обратиться к разработанной IKV стандартной процедуре, основанной на аудите. Это означает, что вместо эмпирических опытов мы предлагаем диагностическую процедуру, которая гарантирует быстрый подбор варианта покрытия, точно соответствующего по функциональности потребностям для данного продукта. Для этого мы с помощью эмиссионной спектроскопии определяем характеристики плазмы, моделируем распределение газа в будущей емкости и таким образом приходим к оптимальному результату для конкретного вида упаковки. Таким образом, мы можем сначала провести анализ технической осуществимости проекта для ассортимента имеющейся у заказчика продукции, а затем сконфигурировать и предложить клиенту подходящую технологию производства.
