Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...
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1<br />
1 EINLEITUNG<br />
_____________________________________________________________________________Seite<br />
Althergebrachte Materialien wie Glas, Metall und Papier wer<strong>de</strong>n heute in zunehmen<strong>de</strong>m<br />
Maß durch Kunststoffe substi<strong>tu</strong>iert [1,2,3]. Dies ist im Wesentlichen auf zwei Punkte<br />
zurückzuführen. Zum einen bedingt <strong>de</strong>r Kostendruck, <strong>de</strong>r durch <strong>de</strong>n Markt und <strong>de</strong>n<br />
Han<strong>de</strong>l verursacht wird, die Verwendung kostengünstigerer Materialien<br />
beziehungsweise eine Reduzierung <strong>de</strong>s Materialeinsatzes, zum an<strong>de</strong>ren spielt auch das<br />
Interesse <strong>de</strong>s Endverbrauchers nach leichten, handlichen und optisch ansprechen<strong>de</strong>n<br />
Produkten eine wichtige Rolle. Selbstverständlich müssen dabei die funktionalen<br />
Anfor<strong>de</strong>rungen an das Material weiterhin erfüllt wer<strong>de</strong>n.<br />
Um die funktionalen Eigenschaften <strong>de</strong>r Kunststoffe <strong>de</strong>nen <strong>de</strong>r zu ersetzen<strong>de</strong>n<br />
Materialien anzugleichen und weiter zu verbessern, kommen neben <strong>de</strong>r Kombination<br />
von verschie<strong>de</strong>nen Kunststoffen vermehrt auch Komposite dünner anorganischer<br />
Schichten aus Oxi<strong>de</strong>n o<strong>de</strong>r Metallen und Kunststoffsubstraten zum Einsatz. Die<br />
Herstellung dieser wenige zehn Nanometer bis einige Mikrometer dicken anorganischen<br />
Schichten erfolgt dabei meist durch physikalische Abschei<strong>de</strong>verfahren wie Sputtern,<br />
thermisches Verdampfen o<strong>de</strong>r Elektronenstrahlverdampfen. Insgesamt ergibt sich<br />
daraus eine Vielzahl von Nutzungsmöglichkeiten. So erstreckt sich das<br />
Anwendungsgebiet von Gehäusen zur elektromagnetischen Abschirmung<br />
elektronischer Bauteile und Folien für Wickelkon<strong>de</strong>nsatoren über Vergü<strong>tu</strong>ngsschichten<br />
auf Brillengläsern bis zu Lebensmittelverpackungen mit hoher Barrierewirkung<br />
gegenüber Gasen, Dämpfen und Aromen o<strong>de</strong>r auch Licht [4,5,6].<br />
Der größte Markt für solche dünnen anorganischen Aufdampfschichten auf<br />
Kunststoffsubstraten ist die Lebensmittelverpackung. So wur<strong>de</strong>n im Jahr 1992 von <strong>de</strong>n<br />
weltweit über mit Aluminium bedampfter Kunststofffolie circa 61% im<br />
Verpackungsbereich eingesetzt und weitere 37% für die Herstellung von<br />
Wickelkon<strong>de</strong>nsatoren verwandt. Die restlichen zwei Prozent fan<strong>de</strong>n ihren Einsatz bei<br />
Spezialanwendungen [7]. Neuere Analysen sagen gera<strong>de</strong> Kunststoffen, wie<br />
Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET) in Westeuropa weitere<br />
Steigerungsraten <strong>de</strong>r Produktionsmenge von jährlich zwischen 5-6% bzw. circa 10%<br />
voraus. Damit wird für das Jahr 2005 eine Produktionsmenge von etwa 8,7 Millionen<br />
Tonnen Polypropylen bzw. 2 Millionen Tonnen PET in Westeuropa prognostiziert [8].<br />
Diese Zahlen machen <strong>de</strong>utlich, wie entschei<strong>de</strong>nd die Kenntnis und Optimierung <strong>de</strong>r<br />
1010 m2<br />
funktionalen Eigenschaften solcher anorganisch/polymerer Schichtsysteme ist.<br />
Viele technische Produkte, beispielsweise Solarmodule o<strong>de</strong>r Flachbildschirme, aber<br />
auch Lebensmittel reagieren empfindlich auf Umgebungseinflüsse. Sei es, dass die in<br />
<strong>de</strong>n Lebensmitteln enthaltenen Fette durch die Einwirkung von Licht und Sauerstoff<br />
ranzig wer<strong>de</strong>n, die Transistoren in Flachbildschirmen durch die Aufnahme von