Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Funktionale Folien und effiziente Beschichtungsprozesse

13.02.2017

Auf der International Converting Exhibition Europe ICE vom 21.-23. März 2017 in München zeigt das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Lösungen für Folien und das effiziente Steuern von Beschichtungsprozessen. Unter dem Motto »Funktionale Folien – effiziente Beschichtungsprozesse« werden in Halle A5 am Stand 1031 neue Funktionen und beschleunigte Messverfahren vorgestellt.

Beschichtungsprozesse erstmals inline steuern und kontrollieren


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

Mit einem neuen kostengünstigen, optischen Messverfahren können Beschichtungsprozesse zukünftig zu hundert Prozent gesteuert und vollflächig kontrolliert werden. Diese neue Entwicklung des Fraunhofer IAP und IVV wird erstmals auf der ICE Europe 2017 vorgestellt.

Vernetzung und Schichtdicke von organischen Beschichtungen können durch eine automatisierte Anbindung des Messsystems an die Beschichtungsaggregate inline gemessen werden. Delaminationen, schlechtes Verarbeitungsverhalten von bahnförmigen Materialien oder eine erhöhte Migration von nicht durch Vernetzung gebundenen Klebstoff-Bestandteilen können dadurch verhindert werden.

Beschleunigtes Messverfahren für Hochbarrierefolien

Im Rolle-zu-Rolle-Prozess herstellbare Hochbarriereverbunde zur Einkapselung von flexiblen Solarzellen bzw. Elektronik sollen geringste Sauerstoff- und Wasserdampfpermeabilitäten aufweisen. Eine Herausforderung in der Qualitätskontrolle und Weiterentwicklung stellen die langen Messzeiten dar, die mehrere Monate dauern können.

Das Fraunhofer IVV hat nun ein Ultrabarrieremessgerät und eine dazugehörige numerische Simulation entwickelt. Damit kann die Wasserdampfdurchlässigkeit um den Faktor 3 bis 4 schneller bestimmt werden als mit herkömmlichen Methoden und der Permeati-onsvorgang simuliert werden.

Hochbarrieretechnologie weiter optimieren mit Atomlagenabscheidung

Das Fraunhofer IVV verfügt über eine neue Anlage zur Beschichtung mittels Atomlagenabscheidung, um die Permeabilität von Folien noch weiter zu reduzieren. Möglichst niedrige Durchlässigkeiten gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff sind in der Forschung und Entwicklung von Hochbarrieretechnologien der Schlüssel zum weiteren Optimierungserfolg. Den Weg dafür ebnet die Technologie der Atomlagenabscheidung (englisch atomic layer deposition ALD).

Durch die Beschichtung im Rolle-zu-Rolle-Prozess werden eine hohe Prozessgeschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit ermöglicht. Schichten mit der aktuell höchsten Barrierewirkung werden bisher in Vakuumprozessen erzielt.

Mit der im Fraunhofer IVV neu zur Verfügung stehenden ALD-Anlage können die Barriereeigenschaften nochmal deutlich verbessert werden, um mittelfristig in den Bereich der Anforderungen für die OLED-Verkapselung vorzustoßen. Das Fraunhofer IVV nutzt die Technologie für öffentlich geförderte Forschungsprojekte und unterstützt Industrieunternehmen mit maßgeschneiderten Lösungen und Forschungsdienstleistungen in der Prozess- und Materialentwicklung.

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 Rotoren entweder beheizt oder die Anlagen abgeschaltet werden. Das Fraunhofer IGB hat verschiedene Anti-Eis-Ausrüstungen für Kunststoffoberflächen entwickelt. Wasserabweisende mikro- und nanostrukturierte Beschichtungen sorgen dafür, dass Wasser auch bei Temperaturen unter null Grad flüssig bleibt und die Eishaftung dadurch um 90 Prozent gegenüber unbeschichteten Oberflächen 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 Solarpaneele könnten mit diesen funktionalen Oberflächen beklebt werden. Daneben kann die Anti-Eis-Ausrüstung auch direkt auf Textilien und Kunststoffe aufgebracht werden, etwa für Wintersportbekleidung, Zelte und andere Outdoor-Artikel.

Leichte Reinigung, bedruckbare Folien, wasserabweisende Textilien

Egal ob Oberflächen gefragt sind, die nur wenig verschmutzen und leicht zu reinigen sind, Folien, auf denen Gedrucktes auch hält, oder Textilien, die umweltschonend wasserabweisend ausgerüstet 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 gereinigt und chemische Funktionen oder Schichten aufgebracht werden.

Durch Wahl und Steuerung der chemischen Prozesse können die Forscher am Fraunhofer IGB die Grenzflächenenergie und damit die Benetzungseigenschaften nach Wunsch anpassen. So können auch Textilien effizient mit wasser- oder ölabstoßenden Eigenschaften ausgerüstet werden – umweltschonend ohne schädliche Neben- oder Abfallprodukte.

»Intelligente« Materialien auch von der Rolle

Während die Eigenschaften der meisten synthetischen Materialien permanent festgelegt sind, vermögen sich viele biologische Systeme an ändernde Umweltbedingungen anzupassen. In Analogie zu einem solchen Verhalten wurden Materialien entwickelt, deren Eigenschaften sich durch äußere Reize »schalten« lassen.

Derartige »intelligente« Materialien lassen sich durch viele physikalische oder chemische Reize wie Änderungen von Temperatur, Licht und pH-Wert oder durch Biomoleküle wie z. B. Proteine schalten. Erreicht wird das durch spezielle Polymere, die am Fraunhofer IAP entwickelt werden. Diese Entwicklungen werden ergänzt durch Oberflächentechnologien, die diese intelligenten Materialien auch in großem Maßstab als Bahnware zur Verfügung stellen. Neben klassischen Verfahren wie Corona oder Plasmabehandlung werden insbesondere Druckverfahren (vollflächig oder strukturiert) zum Funktionalisieren der Oberflächen eingesetzt.

Presse Institute | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Die Chancen der Digitalisierung für das Betriebliche Gesundheitsmanagement: vitaliberty auf der Zukunft Personal 2017
19.09.2017 | vitaliberty GmbH

nachricht Fraunhofer CSP präsentiert Neuheiten auf der EU PVSEC
18.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie