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Einfluss von Zwischenschichten auf die Durchlässigkeit
117 Simulationsergebnisse_______________________________Seite und Gittermodelle Erstellte 6.2
Da Mehrschichtfolien bewusst eingesetzt werden, um bessere Barrierewerte zu erzielen,
wurde des Weiteren im Modell die Möglichkeit implementiert, die Polymerfolie als
Verbund aus zwei Lagen wählbarer Dicke zu beschreiben. Somit kann der Auswirkung
von dünnen Lack-, Kleber-, oder anderen Polymerfilmen auf der Substratfolie auf die
Durchlässigkeit des gesamten bedampften Verbunds untersucht werden.
Im Folgenden werden die durchgeführten Simulationen zum Einfluss solcher dünner
Lagen auf die Gesamtdurchlässigkeit dargestellt. Abb. 6-11 gibt dies in Abhängigkeit
von der Flächenporosität, das heißt im Fall variierender Defektgröße bei
gleichbleibender Defekthäufigkeit an. Die Häufigkeit, mit der die entsprechende
Defektgröße auftritt, wurde hier zu 10000 Defekte pro cm2 gewählt, da dies im Rahmen
typischer Häufigkeiten hochwertiger industriell bedampfter Folien liegt und somit einen
repräsentativen Wert darstellt. Der Verbund besteht in diesem Beispiel aus einer 14 µm
dicken Folie, auf deren Oberseite sich eine 3 µm dicke Schicht befindet, deren
Permeationskoeffizient in verschiedenen Simulationen variiert wird. Dargestellt sind die
Ergebnisse für Permeationskoeffizientenverhältnisse P1/P2 von 1:1, 10:1 und 100:1. Der
erste Wert beschreibt dabei immer die dünne Zwischenschicht, der zweite die dickere
Substratfolie. Die Permeationswerte wurden dabei auf die Durchlässigkeit der
unbedampften 14 µm dicken Substratfolie bezogen.
Anhand dieses Beispiels wird deutlich, dass bereits eine wenige Mikrometer dicke,
hochpermeable Schicht die Durchlässigkeit des bedampften Gesamtsystems wesentlich
erhöht. So steigt die Gesamtdurchlässigkeit für einen 1 µm2 großen Defekt bei
Änderung des Permeationskoeffizientenverhältnis der dünnen Zwischenschicht zur
Substratfolie von 1:10:100 um das Verhältnis 1:8:35 an. Anders dargestellt steigt die
Gesamtdurchlässigkeit im Fall eines hundertfach höheren Permeationskoeffizienten der
3 µm Schicht bereits so stark an, dass eine Monofolie gleicher Gesamtdicke nur noch
10% bedampfter Fläche aufweisen würde. Im Fall des zehnfach höheren
Permeationskoeffizienten ergibt sich dementsprechend schon eine scheinbare
Flächenporosität von 1%.
Betrachtet man den Grenzwert hoher Flächenporositäten, lässt sich erkennen, dass die
durch die Bedampfung erzielte Barriere durch die hundertmal höher durchlässige
Zwischenschicht so verringert wird, dass ab Flächenporositäten von etwa 0,2 aufwärts
die Metalliserung keine Wirkung mehr aufweist. Der Verbund verhält sich dann wie eine
unbedampfte 14 µm Substratfolie.