Einsatzzwecke und Standarddicken von PET-Folie und metallisierter PET-Folie


PET-Folie auf Maschine

PET-Folie zeichnet sich bereits durch hohe Festigkeit und Oberflächenhärte aus. Gerade mit Blick auf die Diffusionsdichte lassen sich die günstigen Eigenschaften aber noch verbessern – durch den Einsatz von Aluminium.

Auf der anderen Seite gleicht die Verbindung mit der PET-Folie die typischen Nachteile von Aluminium aus, die geringe Reißfestigkeit und die hohen Herstellungskosten. Auch die mögliche Verarbeitungsgeschwindigkeit liegt bei dem durch Bedampfen mit Aluminium hergestellten Verbundwerkstoff deutlich über der von Aluminiumfolie. Das macht PET met, die metallisierte Polyesterfolie besonders interessant für Einsatzgebiete wie

  • Verpackung für feuchtigkeits- oder oxidationsempfindliche Lebensmittel wie Kaffee oder Instant-Suppen.
  • Dampfsperre in der Gebäudeisolation.
  • Klebebänder und Etiketten mit hoher chemischer und thermischer Beständigkeit, beispielsweise für Anwendungen in der Fahrzeugtechnik oder in Außenbereichen.

Mit PET met, einem Verbundwerkstoff aus einer hauchdünnen Aluminiumschicht und einer PET-Folie, lassen sich schon bei Materialstärken um 10 µm Diffusionswerte kleiner als 0,5 cm³/m²/d für Sauerstoff und kleiner als 0,3 g/m²/d für Wasserdampf erreichen. Diese Werte liegen bereits nahe an den Messgrenzen, die zur Kennzeichnung der absoluten Diffusionsdichte angegeben werden, wie sie mit Aluminium- und anderen Metallfolien erreichbar ist.

PET met kombiniert positive Eigenschaften von Aluminium und von PET-Folie.

Im Gegensatz zu einem laminierten Verbundmaterial verursacht die Aluminium-Beschichtung bei PET met ausschließlich eine Veränderung der Diffusions-, optischen und elektrischen Eigenschaften. Die günstigen Festigkeitswerte und das geringe spezifische Gewicht der PET-Folie bleiben dagegen praktisch unverändert.

Wirklich nur ein Hauch von Aluminium

PET-met Standbodenbeutel

Standbodenbeutel

Die Stärke der Aluminiumschicht ist bei PET met so gering, dass teilweise statt einer Angabe in µm die Einheit Ångström verwendet wird, die sich vom Atomdurchmesser ableitet.

Eine Maßangabe in Ångström lässt sich daher als eine entsprechende Anzahl direkt übereinander gestapelter Atome auffassen. Das gibt natürlich nicht die tatsächlichen physikalischen Gegebenheiten wieder, veranschaulicht aber die extrem geringe Schichtdicke des Metallauftrags.

Absolutwerte und Vergleich der Schichtdicken metallisierter PET-Folie

Der typische Bereich der Aluminium-Schichtstärken bei metallisierter PET-Folie von etwa 30 Å – 500 Å entspricht 3 bis 50 nm. Reines Gold lässt sich bis zu 2000 Å dünnem Blattgold umformen. In dieser Stärke ist das Metall bereits leicht lichtdurchlässig und erscheint gegen das Licht grünlich.

Auch metallisierte PET-Folie ist nicht vollständig lichtdicht. Bei Auflicht ist dieser Effekt aufgrund der silbrig spiegelnden Oberfläche nicht zu erkennen, deren Wirkung sich durch Bedrucken, Färben oder Lackieren, aber auch durch Bürsten oder Prägen der PET-Folie variieren lässt.

Effektive Schutzwirkung vor UV und Wärmestrahlung

Die spiegelnde Oberfläche einer metallisierten PET-Folie als attraktiver optischer Effekt eingesetzt werden, aber auch als Barriere gegen elektromagnetische Strahlung. Mit Aluminium bedampfte PET-Folie reflektiert nicht nur sichtbares Licht und Infrarot, sondern auch UV-Strahlung. Darin unterscheidet sich die Aluminiumbeschichtung von den zu ähnlichen Zwecken eingesetzten Auflagen aus Silber oder Gold. Im Vergleich zu diesen Metallen ist der Reflektionsgrad von Aluminium weitgehend von der Wellenlänge unabhängig. Das Minimum mit immer noch über 85 % liegt etwas oberhalb von 800 nm im nahen Infrarotbereich.

Einfluss der Schichtstärke auf den Reflektionsgrad von PET met

Der Reflektionsgrad und im Gegenzug die optische Dichte von metallisierter PET-Folie nimmt proportional mit der Schichtstärke der Aluminiumbedampfung zu. Die als Logarithmus der auftreffenden zur durchgelassenen Strahlungsenergie gemessene optische Dichte (OD) erreicht bei PET met typisch zwischen 0,5 und 2. Der Reflektionsgrad beträgt damit rund 66 – 99 %, denn aufgrund der logarithmischen Skalierung entspricht eine optische Dichte von 0,3 einer Halbierung der durchgelassenen Strahlungsintensität.

Änderung der Eigenschaften durch Alterung in Bezug auf die Schichtdicke

Wie bei massivem Reinaluminium findet auch bei der mit Aluminium bedampften PET-Folie eine oberflächliche Oxidation statt, die das Metall vor weiterer chemischer Umwandlung schützt, und zwar gleichermaßen sowohl auf der Luft- als auch auf der Substratseite. Diese Selbstpassivierung durch transparentes Aluminiumoxid führt insbesondere in den ersten 24 Stunden nach der Herstellung metallisierter PET-Folie zu einer Reduktion der optischen Dichte und der elektrischen Leitfähigkeit. Sie muss daher bei der Produktion berücksichtigt werden, wenn Kundenvorgaben hinsichtlich dieser Werte einzuhalten sind.

Da die Oxidschicht unabhängig von der Stärke des Aluminiumauftrags auf maximal 3 bis 4 nm anwächst, ist der Effekt bei dünnen Beschichtungen besonders groß. Bei einer etwa 10 nm starken Aluminiumbeschichtung kann die optischen Dichte von ursprünglich 0,5 innerhalb von 24 Stunden auf 0,28 und langfristig auf etwa die Hälfte des Ursprungswerts absinken.

Typische Anwendungen für metallisierte PET-Folie

metallisiertes PET als Lebensmittelverpackung

Twist-Verschluss bei Bonbons

Metallisierte PET-Folie eignet sich zum Beispiel in der Verpackungstechnik als direkter Ersatz für Aluminiumfolie. Bei gleicher Folienstärke zeichnet sich PET met durch eine höhere Reißfestigkeit und Biegesteifigkeit aus, sodass der durch Aufdampfen des Metalls erzeugte Verbundwerkstoff nicht so leicht zerknittert wie Aluminiumfolie. Das kann der Verpackung ein repräsentativeres Aussehen verleihen.

Trotzdem sind auch mit metallisierter PET-Folie beispielsweise Einzelverpackungen für Bonbons möglich, die durch ein Verdrillen der Folienenden geschlossen werden (Twist Verschluss).

Weitere Anwendungsmöglichkeiten für metallisierte PET-Folie im Bereich Lebensmittelverpackung ergeben sich daraus, dass der hauchfeinen Metallauftrag die elektrische Leitfähigkeit an der Oberfläche der Folie verändert. Das lässt PET met in Metalldetektoren sichtbar werden, kann aber zum Beispiel auch bei der Verpackung von Mikrowellengerichten mit geringem Wassergehalt genutzt werden, damit die Speisen mehr Energie aufnehmen und sich schnell genug erhitzen.

Bei der Gebäudeisolierung ist der positive Einfluss der Aluminiumbedampfung auf den Diffusionswiderstand, aber auch auf die Reflektion der Wärmestrahlung von Bedeutung. Im Vergleich zur Aluminiumfolie bietet PET met zwar einen geringeren Reflektionsgrad, aber eine deutlich höhere mechanische Widerstandsfähigkeit.