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Transferprojekt T4 im SFB-TR 87
PECVD-Gasbarrierebeschichtung von PET-Mehrwegflaschen
Ob als PET-Flasche im Supermarkt oder als flexible Substrate für OLEDs – Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie haben jedoch einen entscheidenden Nachteil, der nur den Wenigsten bewusst ist: Durch Permeation diffundieren Gasmoleküle durch den festen Kunststoff. Ohne weitere Maßnahmen würden daher Sauerstoff und Wasser aus der Luft die empfindliche Elektronik der OLEDs zerstören. Abgefüllte Getränke hätten nur eine kurze Haltbarkeit. Als Lösung dieses Problems bieten sich dünne glasähnliche Siliziumoxidschichten an, die auf den Kunststoffen in Niederdruckplasmaprozessen abgeschieden werden. Diese sogenannten Barriereschichten hindern die Permeation der Gasmoleküle und wurden in vorangegangenen Projekten am AEPT ausgiebig erforscht. Heutzutage werden sie bereits kommerziell genutzt. Für den Einsatz in korrosiven Umgebungen sind diese Schichten bisher allerdings nur bedingt geeignet. Beispielsweise können sie nicht für PET-Mehrwegflaschen verwendet werden. Diese werden vor der Wiederbefüllung mit Natronlauge gewaschen. Natronlauge greift die Siliziumoxidschicht chemisch an, was zur Ablösung der Schicht und zum Verlust der Gasbarriere führt.
Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung korrosionsbeständiger Barriereschichten, die diese Technologie für weitere Anwendungsmöglichkeiten erschließen soll. Dabei soll auch das Verständnis für die notwendigen Eigenschaften korrosionsbeständiger Schichten und für die Plasmaprozesse, die zur Abscheidung solcher Schichten führen, vertieft werden. Neben dem unmittelbaren Nutzen für PET-Mehrwegflaschen könnten die so gewonnenen Erkenntnisse auch dabei helfen, zukünftig Beschichtungen für korrosive Umgebungen auf anderen Kunststoffsubstraten zu entwickeln, sowie einen wissensfundierten Übertrag von Beschichtungsprozessen zwischen verschiedenen Anlagen ermöglichen.
Die enge Zusammenarbeit mit den Projektpartnern der RWTH Aachen und der Firma KHS Corpoplast erlaubt es dabei, die Kompetenzen auf den Gebieten der Plasmabeschichtung, Schichtanalytik und Plasmadiagnostik zu bündeln, um spannende wissenschaftliche Fragestellungen auf einem für die technische Anwendung bedeutsamen Feld zu bearbeiten.