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 Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe
14.08.2018 | INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena

nachricht Europaweit einzigartiges Forschungszentrum geht an den Start
14.08.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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