OptiPerm – Erforschung der Herstellung von Funktionsfolien mit optimierten Permeationsbarrierebeschichtungen

Aufgrund des geringen spezifischen Gewichtes, der kostengünstigen Herstellung und der einfachen Prozessierung werden Kunststofffolien in vielen Industriezweigen eingesetzt. Um die Folien in ihren Eigenschaften noch besser an die jeweiligen Anwendungen anzupassen, finden Modifikationen der Volumeneigenschaften oder Oberflächenbeschichtungen statt. So können z.B. Verpackungsfolien mit transparenten Barriereschichten ausgestattet werden oder Druckfarben und Lacke mit niederenergetischen Elektronen ausgehärtet werden.

Dazu werden unterschiedliche Technologien (Vakuumbeschichtungen, Nasschemische Abscheidemethoden) angewandt, wobei teilweise Kombinationen dieser zum Einsatz kommen. Derzeitige Technologiekombinationen zur Herstellung von Funktionsfolien zum Beispiel mit Permeationsbarriereeigenschaften basieren auf diesen Einzeltechnologien, wobei sie lediglich additiv angewendet werden.

Bisher fand die Abstimmung der Einzeltechnologien auf ihr Zusammenwirken in technologischer und applikativer Sicht nur rudimentär statt. Daraus resultieren heute standardmäßige Mehrfachschichtsysteme auf Foliensubstraten, die zwar eine moderate Permeationsbarriere aufweisen, in ihren optischen und weiteren Eigenschaften aber die applikativen Anforderungen nicht ausreichend erfüllen und sehr kostenintensiv sind.

Im Projekt OptiPerm wird nun das Zusammenspiel der einzelnen Technologien bereits auf Maschinenebene und darüber hinaus untersucht. Dazu wird die Herstellung optimierter Permeationsbarriereschichtsysteme für Funktionsfolien aus elektronenstrahlvernetzten Lackschichten in Kombination mit PVD-Schichten erforscht.

• Forschung im Bereich Atmosphären-RzR-Auftrag und Vakuum-RzR-Auftrag
• Forschung im Bereich Targetherstellung und Targetkomposition für PVD-Prozesse
• Forschung im Bereich Lacksynthese
• Entwicklung und Konstruktion eines Atmosphären-Elektronenstrahlmoduls
• Applikationsuntersuchung hinsichtlich Holografischer Foliensysteme und Organikelektronik-Anwendungen

Durch die genannten Forschungs- und Entwicklungsaufgaben erweitern wir das wissenschaftliche Verständnis und unsere verfahrenstechnischen Kompetenzen in den Bereichen Atmosphären-RzR-Auftrag und Vakuum-RzR-Auftrag, Targetherstellung  und -komposition für PVD-Prozesse, Lacksynthese u.v.m.

Damit wird die Leistungsfähigkeit des Fraunhofer FEP für zukünftige F&E-Aufgaben im Bereich der Polymerwissenschaften und optimierten Beschichtungstechnologien zum Beispiel für die Verkapselung Organischer Elektronik und Photovoltaik und anderer Gebiete erhöht und unsere technologische Basis erweitert.
Das Projekt führt auch zur Erweiterung der experimentellen Basis für zukünftige Projekte durch die Qualifikation ausgewählter Versuchsanlagen zur Vakuumbeschichtung (coFlex^® 600, novoFlex^® 600) und nasschemischen Beschichtung (atmoFlex 1250) und zur Erweiterung der analytischen Kompetenz für die Evaluierung von Schichten und deren Funktionalität.

Darüber hinaus möchten wir forschende Industriezweige zur Produktionstechnologieentwicklung und -erforschung durch die Verfügbarkeit von Beschichtungsanlagen im Großflächenmaßstab unterstützen.

• Fraunhofer FEP, Dresden
• 3D-Micromac AG, Chemnitz
• VON ARDENNE GmbH, Dresden
• GfE Fremat GmbH, Freiberg
• IOT GmbH, Leipzig