Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Beschichtungen durch Modifizierung ihrer inneren Grenzflächen verbessern

21.12.2016

Um erfolgreich zu sein, müssen Beschichtungen der Zukunft effizienter einsetzbar sein und darüber hinaus in ihrem Eigenschaftsprofil zumindest den etablierten Beschichtungen entsprechen. Für viele innovative Beschichtungslösungen ist es oftmals schwierig, die für den Marktzugang erforderlichen Anforderungskataloge zu erfüllen. Deshalb setzt das Fraunhofer IPA vermehrt auf bereits bestehende Beschichtungssysteme, bei denen versucht wird, das Eigenschaftsprofil gezielt durch Funktionalisierung der beteiligten inneren Grenzflächen zu verbessern.

Die Problematik vieler innovativer und sehr guter Ansätze im Beschichtungsbereich zeigt sich besonders deutlich bei vergleichenden Patent- und Marktrecherchen. Mitunter finden sich in den Patentanmeldungen brillante Lösungsansätze, von denen jedoch überraschenderweise nur wenige zur Marktreife gelangen.


Rechts die Beschichtung mit Pigmentstratifizierung (um Faktor 3 niedriger) und links die aus konventionellen Pigmenten bestehende Referenzbeschichtung.

Fraunhofer IPA

Der Grund hierfür liegt meistens bei den in der Praxis eingesetzten, anspruchsvollen Anforderungskatalogen. Sie erschweren einen Markteintritt neuer innovativer Produkte stark oder verzögern diesen zumindest.

Durch geschickte Kombinationen bereits genutzter Komponenten wie Füllstoffe, Pigmente und Polymere mit bekannten, aber unterschiedlichen Eigenschaftsprofilen ließen sich in der Vergangenheit viele exzellente Beschichtungssysteme auf den Markt bringen. Für zukünftige Beschichtungssysteme wird es hingegen immer schwieriger, eine Wertsteigerung durch Anwendung dieses Konzepts zu finden.

Aus dem Zwang zur Innovation wird dann oft der risikoreichere Weg zu einer Basisentwicklung beschritten, die auf einem vollständig neuartigen Ansatz beruht. Dabei wird häufig übersehen, dass in der gezielten Modifizierung von Grenzflächen auch bei den bereits gängigen Beschichtungssystemen ein noch bisher kaum genutztes innovatives Verbesserungspotenzial steckt. Dieser weniger risikobehaftete Ansatz wird seit Jahren erfolgreich am Fraunhofer IPA bei Forschungsprojekten im Beschichtungsbereich verfolgt.

Von zentraler Bedeutung ist bei diesem Konzept eine gezielte Modifizierung der beteiligten Grenzflächen: auf der einen Seite der in den Beschichtungen vorhandenen Füllstoffe und Pigmente, auf der anderen Seite der Polymermatrix durch geringfügige Additivierung.

So können durch eine gezielte anorganisch-/organische Oberflächenmodifizierung von bewährten Füllstoffen und Pigmenten auch zusätzliche Funktionen in marktüblichen Bindemitteln besonders effizient eingesetzt werden, beispielsweise durch zusätzliche Anwendung von sogenannten Stratifizierungseffekten, d. h. einer inneren Schichtbildung mit Konzentrationsgradienten.

Zum einen wird dadurch ein neues Eigenschaftsprofil als »Added Value« für die Beschichtung zugänglich, zum anderen lassen sich dadurch zukünftig konventionell notwendige zweifache Lackschichtaufträge durch eine Einschichtapplikation ersetzen. Dieser Innovationsschritt ist sicherlich nicht für alle Mehrschichtsysteme möglich oder gewinnbringend. Für viele gebräuchliche Systeme bietet er aber große Verbesserungspotenziale mit abschätzbaren Risiken.

Dass solche innovativen, stratifizierenden Beschichtungssysteme bei gleicher Pigmentvolumenkonzentration (PVK) auch in herkömmlichen Beschichtungen möglich sind, zeigen Laser-Scanning-Mikroskop-Aufnahmen und die numerische Auswertung der Pigmentgehalte der oberflächlichen Schichten im Vergleich. Die Resultate am Fraunhofer IPA belegen, dass es zukünftig durch anorganisch-/organische Partikelfunktionalisierungen in Verbindung mit gezielten Stratifizierungseffekten möglich sein wird, neuartige innovative Lösungsansätze im Beschichtungsbereich zu etablieren.

Pressekommunikation
Jörg-Dieter Walz | Telefon +49 711 970-1667 | presse@ipa.fraunhofer.de

Fachlicher Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Marc Entenmann | Telefon +49 711 970-3854 | marc.entenmann@ipa.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ipa.fraunhofer.de/beschichtungen_verbessern.html

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Ein Wimpernschlag vom Isolator zum Metall
17.04.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

nachricht Neues Material macht Kältemaschinen energieeffizienter
10.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics