Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...

Teilstrom in Bereiche unterhalb der Metallisierung auf, der auf den
Konzentrationsausgleich in der Folie zurückzuführen ist. Für geringe Dicken
verschwindet nahezu, da in diesem Fall der Konzentrationsgradient entlang der
Foliendicke so groß ist, dass ein laterales Verlaufen nur zu einem sehr geringen Maß
möglich ist. Je größer die Dicke der Folie, desto leichter und weiter kann der
Stofftransport in Bereiche unterhalb der Metallisierung erfolgen. Damit ergibt sich ein
zusätzlicher Fluss aus diesen Bereichen.
115 Simulationsergebnisse_______________________________Seite und Gittermodelle Erstellte 6.2
Es kommt somit zu einer Überlagerung dieser beiden Flüsse. In der Summe heben sie
sich dann nahezu auf und die Gesamtdurchlässigkeit sinkt mit zunehmender Foliendicke
nicht weiter. Eine Abweichung hiervon ist erst wieder zu erwarten, wenn das laterale
Verlaufen nicht weiter ansteigen kann. Dies ist für große Schichtdicken der Fall, da dann
die Wechselwirkung der Konzentrationsprofile der Defekte untereinander ein weiteres
Ausbreiten des Flusses in der Folie behindert. Für größere Foliendicken nimmt dann die
Durchlässigkeit wieder ab. Da die Wechselwirkung der Defekte untereinander nicht
schlagartig die Flussausbreitung verhindert, sondern diese mit wachsender Foliendicke
stetig einschränkt, ist eine exakte 1/d-Abhängigkeit daher nicht zu erwarten. Die
Schichtdickenabhängigkeit wird vielmehr schwächer abfallen. Da solche großen
Foliendicken im Lebensmittelverpackungsbereich jedoch unüblich sind, wurde der
genaue Zusammenhang für diesen Größenbereich nicht eingehender untersucht.
Einfluss der Defektgröße und -häufigkeit auf die Durchlässigkeit
Wie aus den experimentellen Untersuchungen hervorgeht, treten gerade kleinere
Defekte mit hohen Häufigkeiten auf. Große Defekte hingegen sind in der Regel nur
selten zu beobachten. Es stellt sich daher die Frage welche Kombination aus
Defektgröße und -häufigkeit den wesentlichen Einfluss auf die Gesamtpermeation
ausübt. Um dies beantworten zu können, wurden Simulationen durchgeführt, bei denen
die Defektflächenanteil (die Flächenporosität) konstant gehalten wurde, die
Defekthäufigkeit aber entsprechend der Defektgröße variiert wurde. Die Ergebnisse sind
in folgender Abbildung 6-10 am Beispiel einer 20 µm dicken Polypropylenfolie
wiedergegeben.