Extrusion 2-2017

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➠ Fraunhofer-Institut für Verfahrens-
technik und Verpackung IVV
ICE Europe 2017: Halle A5, Stand 1031
Optisches Messsystem zur Inline-Kontrolle von Schichtdicke
und Vernetzung organischer Beschichtungen
(© Foto Fraunhofer IVV)
In der Vereisungskammer testen Fraunhofer-Wissenschaftler,
wie sich die Anti-Eis-Beschichtung auf das Gefrierverhalten
von Wassertropfen auswirkt (© Foto Fraunhofer IGB)
ckelt. Damit kann die Wasserdampf-
durchlässigkeit um den Faktor 3 bis 4
schneller bestimmt werden als mit her-
kömmlichen Methoden und der Permea-
tionsvorgang simuliert werden.
Hochbarrieretechnologie weiter opti-
mieren mit Atomlagenabscheidung:
Das Fraunhofer IVV verfügt über eine
neue Anlage zur Beschichtung mittels
Atomlagenabscheidung, um die Permea-
bilität von Folien noch weiter zu reduzie-
ren. Möglichst niedrige Durchlässigkei-
ten gegenüber Wasserdampf und Sauer-
stoff sind in der Forschung und Entwick-
lung von Hochbarrieretechnologien der
Schlüssel zum weiteren Optimierungser-
folg. Den Weg dafür ebnet die Technolo-
gie der Atomlagenabscheidung (atomic
layer deposition ALD). Durch die Be-
schichtung im Rolle-zu-Rolle-Prozess
werden eine hohe Prozessgeschwindig-
keit und Wirtschaftlichkeit ermöglicht.
Schichten mit der aktuell höchsten Bar-
rierewirkung werden bisher in Vakuum-
prozessen erzielt. Mit der im Fraunhofer
IVV neu zur Verfügung stehenden ALD-
Anlage können die Barriereeigenschaf-
ten nochmal deutlich verbessert werden,
um mittelfristig in den Bereich der Anfor-
derungen für die OLED-Verkapselung
vorzustoßen. Das Fraunhofer IVV nutzt
die Technologie für öffentlich geförderte
Forschungsprojekte und unterstützt In-
dustrieunternehmen mit maßgeschnei-
derten Lösungen und Forschungsdienst-
leistungen in der Prozess- und Material-
entwicklung.
Anti-Eis-Folien mindern Schäden
durch Vereisung: Lagert sich auf den
Rotorblättern von Windkraftanlagen Eis
ab, kommt es zu einer Unwucht. Um
Schäden zu vermeiden, müssen die Ro-
toren entweder beheizt oder die Anla-
gen abgeschaltet werden. Das Fraunho-
fer IGB hat verschiedene Anti-Eis-
Ausrüstungen für Kunststoffoberflächen
entwickelt. Wasserabweisende mikro-
und nanostrukturierte Beschichtungen
sorgen dafür, dass Wasser auch bei Tem-
peraturen unter null Grad flüssig bleibt
und die Eishaftung dadurch um 90 Pro-
zent gegenüber unbeschichteten Ober-
flächen reduziert wird. Der Trick: Die
Oberflächen bieten dem Wasser keine
Kristallisationskeime. Die strukturierten
Schichten scheiden die Forscher mittels
Plasmatechnologien auf Kunststofffolien
aus schlag- und stoßfestem Polyurethan
(PU) ab. Das Verfahren ist nicht nur für
Windkraftanlagen interessant: Auch die
Tragflächen von Flugzeugen und Solar-
paneele könnten mit diesen funktionalen
Oberflächen beklebt werden. Daneben
kann die Anti-Eis-Ausrüstung auch direkt
auf Textilien und Kunststoffe aufge-
bracht werden.
Leichte Reinigung, bedruckbare Fo-
lien, wasserabweisende Textilien:
Egal ob Oberflächen gefragt sind, die
nur wenig verschmutzen und leicht zu
reinigen sind, Folien, auf denen Ge-
drucktes auch hält, oder Textilien, die
umweltschonend wasserabweisend aus-
gerüstet werden sollen: Um Oberflächen
mit neuen Eigenschaften zu versehen,
setzt das Fraunhofer IGB vor allem auf
Plasmaprozesse. Auf diese Weise können
Oberflächen abgetragen und damit ge-
reinigt und chemische Funktionen oder
Schichten aufgebracht werden. Durch
Wahl und Steuerung der chemischen
Prozesse können die Forscher am Fraun-
hofer IGB die Grenzflächenenergie und
damit die Benetzungseigenschaften
nach Wunsch anpassen.
“Intelligente” Materialien auch von
der Rolle: Während die Eigenschaften
der meisten synthetischen Materialien
permanent festgelegt sind, vermögen
sich viele biologische Systeme an än-
dernde Umweltbedingungen anzupas-
sen. In Analogie zu einem solchen Ver-
halten wurden Materialien entwickelt,
deren Eigenschaften sich durch äußere
Reize “schalten” lassen. Derartige “intel-
ligente” Materialien lassen sich durch
viele physikalische oder chemische Reize
wie Änderungen von Temperatur, Licht
und pH-Wert oder durch Biomoleküle
wie zum Beispiel Proteine schalten. Er-
reicht wird das durch spezielle Polymere,
die am Fraunhofer IAP entwickelt wer-
den. Diese Entwicklungen werden er-
gänzt durch Oberflächentechnologien,
die diese intelligenten Materialien auch
in großem Maßstab als Bahnware zur
Verfügung stellen. Neben klassischen
Verfahren wie Corona oder Plasmabe-
handlung werden insbesondere Druck-
verfahren (vollflächig oder strukturiert)
zum Funktionalisieren der Oberflächen
eingesetzt.